Revista de - ECORFAN€¦ · Miroslava, VERGARA-ESPARZA, Rosalia, JUÁREZ-RÍOS, Higinio y FONSECA-GALLARDO, Ricardo con adscripción en el Instituto Tecnológico Superior de Irapuato,

ECORFAN®

Volumen 1, Número 3 – Julio – Septiembre - 2017

Revista de Operaciones

Tecnológicas

ISSN 2523-6806

ECORFAN-Taiwán

Indización

-RESEARCH GATE

-GOOGLE SCHOLAR

-HISPANA

-MENDELEY

Revista de Operaciones Tecnológicas,

Volumen 1, Número 3, de Julio a Septiembre

2017, es una revista editada trimestralmente

por ECORFAN-Taiwán. Taiwan,Taipei.

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RAMOS-ESCAMILLA, María. ISSN 2523-

6806. Responsables de la última

actualización de este número de la Unidad

de Informática ECORFAN. ESCAMILLA-

BOUCHÁN Imelda, LUNA-SOTO,

Vladimir, actualizado al 30 de Septiembre

2017.

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En Pro de la Investigación, Enseñando, y Entrenando los recursos humanos comprometidos con la

Ciencia. El contenido de los artículos y opiniones que aparecen en cada número son de los autores y no

necesariamente la opinión de la Editora en Jefe.

Como primer artículo está Automatizacion de los procesos: migracion de la instrumentación

neumatica, analógica a instrumentación digital en una planta petroquimica en operación por

ESPINOSA-SOSA, Enrique Esteban, GARCÍA-GUENDULAIN, Crescencio, HERNÁNDEZ-

SÁNCHEZ, Adan y VÁZQUEZ-FERNÁNDEZ, Jorge Alberto con adscripción en la Universidad

Politécnica de Altamira, como siguiente artículo H-567, híbrido de maíz para el trópico húmedo de

México por SIERRA-MACIAS, Mauro, RODRIGUEZ-MONTALVO, Flavio Antonio, GÓMEZ-

MONTIEL Noel y ESPINOSA-CALDERON, Alejandro como siguiente artículo SECURITY BAX

Almacenamiento de audio, video y geolocalización para transporte de carga por MEJÍA-MADRIGAL,

Jesús, MARTÍNEZ-JAIMES, Nancy Berenice y PADILLA-GÓMEZ, Raúl con adscripción en la

Universidad Tecnológica Fidel Velázquez, como siguiente artículo Análisis cinemático de la caja de

velocidades de un torno para madera por REYNALDO-LEDESMA, Jaime, RAMOS-LÁZARO,

Gabriela, GUANDULAY-ALCÁZAR, Miguel Ángel y FERRER-ALMARÁZ, Miguel Ángel con

adscripción en la Universidad Tecnológica del Suroeste de Guanajuato, como siguiente artículo

Reconocimiento de contorno en polea de giro libre bajo técnicas de iluminación por CANO-LARA,

Miroslava, VERGARA-ESPARZA, Rosalia, JUÁREZ-RÍOS, Higinio y FONSECA-GALLARDO,

Ricardo con adscripción en el Instituto Tecnológico Superior de Irapuato, como siguiente artículo está

Diseño del proceso de elaboración de jamón de carne de bagre de canal (Ictalurus punctatus) y

determinación de la vida de Anaquel por DIEGO-ESTUDILLO, Oscar, PÉREZ-NAVA, Raymundo,

CID-ORTEGA, Sandro y ABRAHAM, Misael con adscripción en la Universidad Tecnológica de Izúcar

de Matamoros, como siguiente artículo está Generación de energía eléctrica a partir de aguas

residuales en una celda de combustible microbiana por GARCÍA-NAVARRO, Josefina, BAUTISTA-

VARGAS, María Esther, HERNÁNDEZ-SÁNCHEZ, Adán y ZUMAYA-QUIÑONES, Rocío con

adscripción en la Universidad Politécnica de Altamira.

Contenido

Artículo

Página

Automatizacion de los procesos: migracion de la instrumentación neumatica,

analógica a instrumentación digital en una planta petroquimica en operación

ESPINOSA-SOSA, Enrique Esteban, GARCÍA-GUENDULAIN, Crescencio,

HERNÁNDEZ-SÁNCHEZ, Adan y VÁZQUEZ-FERNÁNDEZ, Jorge Alberto

1-5

H-567, híbrido de maíz para el trópico húmedo de México

SIERRA-MACIAS, Mauro, RODRIGUEZ-MONTALVO, Flavio Antonio, GÓMEZ-

MONTIEL Noel y ESPINOSA-CALDERON, Alejandro

6-14

SECURITY BAX Almacenamiento de audio, video y geolocalización para

transporte de carga

MEJÍA-MADRIGAL, Jesús, MARTÍNEZ-JAIMES, Nancy Berenice y PADILLA-

GÓMEZ, Raúl

15-21

Análisis cinemático de la caja de velocidades de un torno para madera

REYNALDO-LEDESMA, Jaime, RAMOS-LÁZARO, Gabriela, GUANDULAY-

ALCÁZAR, Miguel Ángel y FERRER-ALMARÁZ, Miguel Ángel

Reconocimiento de contorno en polea de giro libre bajo técnicas de iluminación

CANO-LARA, Miroslava, VERGARA-ESPARZA, Rosalia, JUÁREZ-RÍOS, Higinio y

FONSECA-GALLARDO, Ricardo

Diseño del proceso de elaboración de jamón de carne de bagre de canal (Ictalurus

punctatus) y determinación de la vida de Anaquel

DIEGO-ESTUDILLO, Oscar, PÉREZ-NAVA, Raymundo, CID-ORTEGA, Sandro y

ABRAHAM, Misael

Generación de energía eléctrica a partir de aguas residuales en una celda de

combustible microbiana

GARCÍA-NAVARRO, Josefina, BAUTISTA-VARGAS, María Esther,

HERNÁNDEZ-SÁNCHEZ, Adán y ZUMAYA-QUIÑONES, Rocío

22-28

29-35

36-47

48-56

Instrucciones para Autores

Formato de Originalidad

Formato de Autorización

1

Artículo Revista de Operaciones Tecnológicas Septiembre 2017 Vol.1 No.3 1-5


analógica a instrumentación digital en una planta petroquimica en operación

ESPINOSA-SOSA, Enrique Esteban†*, GARCÍA-GUENDULAIN, Crescencio, HERNÁNDEZ-

SÁNCHEZ, Adan y VÁZQUEZ-FERNÁNDEZ, Jorge Alberto

Universidad Politécnica de Altamira. Nuevo Libramiento Altamira Km. 3, Santa Amalia, 89602 Altamira, Tamps

Recibido 2 de Julio, 2017; Aceptado 8 de Septiembre, 2017

Resumen

Las plantas industriales, al paso del tiempo, requieren

modernizarse en todos los aspectos. En general, las

industrias petroquímicas están conformadas con procesos

continuos esto debido a la naturaleza de los materiales que

se utilizan para la obtención de los productos. Es por ello

que cuando se tienen que reconfigurar en la

automatización de sus procesos, debido a su

obsolescencia, la metodología empleada en general

involucra en un momento determinado hacer parada total

de los procesos para reemplazar la instrumentación. Este

trabajo de investigación, pretende mostrar el

procedimiento empleado en una empresa petroquímica de

la zona para reconfigurar la instrumentación de

automatización que a diferencia del método tradicional

empleado, este procedimiento se desarrolla con la planta

en operación. La empresa petroquímica objeto de este

estudio tomó la decisión 25 años después de su inicio de

operaciones para migrar a la automatización digital

utilizando una metodología inusual. Esta investigación se

basa en la experiencia propia en una planta petroquímica

de la zona industrial del corredor Tampico-Altamira. Con

esta metodología empleada se logro el cambio de la

instrumentación proceso por proceso en forma gradual

observándose de igual manera una reducción gradual en la

variabilidad de los procesos.

Automatizacion, Petroquimica, Digital, Analogico.

Abstract

Industrial plants, over time, require modernization in all

aspects. In general, the petrochemical industries are

conformed to continuous processes due to the nature of the

materials used to obtain the products. That is why, when

they have to reconfigure themselves in the automation of

their processes, due to their obsolescence, the

methodology used in general involves at a given moment

to stop all processes to replace the instrumentation. This

research work intends to show the procedure used in a

petrochemical company of the area to reconfigure the

automation instrumentation that unlike the traditional

method used, this procedure is developed with the plant in

operation. The petrochemical company object of this study

made the decision 25 years after its beginning of

operations to migrate to the digital automation using an

unusual methodology. This research is based on our own

experience in a petrochemical plant in the industrial area

of the Tampico-Altamira Corridor. With this

methodology, the process-by-process instrumentation was

gradually changed from process to process, with a gradual

reduction in process variability.

Automation, Petrochemical, Digital, Analog

Citación: ESPINOSA-SOSA, Enrique Esteban, GARCÍA-GUENDULAIN, Crescencio, HERNÁNDEZ-SÁNCHEZ, Adan y

VÁZQUEZ-FERNÁNDEZ, Jorge Alberto. Automatizacion de los procesos: migracion de la instrumentación neumatica,

analógica a instrumentación digital en una planta petroquimica en operación. Revista de Operaciones Tecnológicas 2017. 1-

3:1-5

† Investigador contribuyendo como primer autor.

*Correspondencia al Autor Correo Electrónico: [email protected]

© ECORFAN-Taiwan www.ecorfan.org/taiwan

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ISSN 2523-6806

ECORFAN® Todos los derechos reservados.


HERNÁNDEZ-SÁNCHEZ, Adan y VÁZQUEZ-FERNÁNDEZ, Jorge Alberto.


analógica a instrumentación digital en una planta petroquimica en operación.

Revista de Operaciones Tecnológicas 2017

Introducción

Las plantas industriales, al paso del tiempo,

requieren modernizarse en todos los aspectos.

Una industria que no se actualiza en Mexico en

donde desde el tratado de libre comercio

(TLCAN) se abrió hacia un mercado

globalizado, tendrá un destino hacia el inminente

cierre por la elevación de los altos costos de

producción como consecuencia de la falta de una

modernización en todos los sentidos.

En general, las industrias petroquímicas

están conformadas con procesos continuos esto

debido a la naturaleza de los materiales que se

utilizan para la obtención de los productos. Es

por ello que cuando se tienen que reconfigurar

en la automatización de sus procesos, debido a

su obsolescencia, la metodología empleada en

general involucra en un momento determinado

hacer parada total de los procesos para

reemplazar la instrumentación.

Este trabajo de investigación, pretende

mostrar el procedimiento empleado en una

empresa petroquímica de la zona para

reconfigurar la instrumentación de

automatización que a diferencia del método

tradicional empleado, este procedimiento se

desarrolla con la planta en operación.

Justificación

El avance de la tecnología es cada vez mas

acelerada, principalmente el el rubro de la

instrumentación de automatización. Cada vez

aparatos como válvulas, transductores,

trasmisores de flujo, temperatura, presión, son

mas precisos debido a su desarrollo tecnológico.

Lo mismo en materia de software y hardware en

modulos de control como controladores

individuales, PLC’S, DCS’S y redes de

comunicación seguras locales y globales.

Los beneficios de migrar a sistemas de

automatización más modernos son muy altos

económicamente debido al alto impacto que se

tiene en la mejora en el control de la variación de

los procesos y consecuentemente en la calidad

de los productos obtenidos.

Cuando se tiene un atraso en la

instrumentación de 10 años o mas, el beneficio

es aun mayor. Las empresas que se dedican al

suministro de instrumentación de

automatización lo tiene muy claro el beneficio

de la migración de instrumentación que han

desarrollado estrategias de ventas en las que el

industrial no necesita invertir, sino por el

contrario, con los beneficios podrá liquidar lo

invertido.

Problema

Las empresas petroquímicas están conformadas

por procesos continuos, semicontinuos o

intermitentes y en todos ellos requieren estar

automatizados. Parte de los altos costos de

operación tienen que ver con la variabilidad de

los procesos afectando fuertemente los índices

de calidad. Se ha detectado que una buena parte

de la variabilidad en los procesos radica en la

operación con instrumentación neumática y en

menor grado con instrumentación analógica. A

tal punto que se llega el momento de tomar la

decisión de reconfigurar la instrumentación a la

versión digital.

La empresa petroquímica objeto de este

estudio tomó la decisión 25 años después de su

inicio de operaciones para migrar a la

automatización digital utilizando una

metodología inusual.

Hipótesis

Se establece que cambiar la Instrumentación

Neumatica a la instrumentación Digital en los

procesos de producción eliminara la variabilidad

en la operación de los procesos mencionados.

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ISSN 2523-6806







Objetivos

Objetivo General

Eliminar la variabilidad de la operación de los

procesos provocada por la instrumentación

neumática migrando a la instrumentación digital

sin realizar paro total de planta.

Objetivos específicos

Determinar la manera optima de hacer el

cambio de los lazos de control en

operación según el nivel de criticidad.

Supervisar el cumplimiento de la

metodología establecida para cambio de

la instrumentación.

Marco Teórico

Sistemas de Control

El control automático ha desempeñado una

función vital en el avance de la ingenierfa y la

ciencia. Ademas de su extrema importancia en

los sistemas de vehiculos espaciales, de guiado

de misiles, robóticos y similares; el control

automático se ha vuelto una parte importante e

integral de los procesos modernos industriales y

de manufactura. Por ejemplo, el control

automático es esencial en el control numérico de

las máquinas-herramienta de las industrias de

manufactura, en el diseño de sistemas de pilotos

automáticos en la industria aeroespacial, y en el

diseño de automóviles y camiones en la industria

automotriz. También es esencial en las

operaciones industriales como el control de

presión, temperatura, humedad, viscosidad y

flujo en las industrias de proceso.

Variable controlada y variable manipulada

La variable controlada es la cantidad o condición

que se mide y controla. La, variable manipulada

es la cantidad o condición que el controlador

modifica para afectar el valor de la variable

controlada.

Por lo común, la variable controlada es la

salida (el resultado) del sistema. Controlar

significa medir el valor de la variable controlada

del sistema y aplicar la variable manipulada al

sistema para corregir o limitar una desviación

del valor medido a partir de un valor deseado.

Clasificación de los controladores

industriales. Los controladores industriales se

clasifican, de acuerdo con sus acciones de

control, como:

1. De dos posiciones o de encendido y apagado

(on/off)

2 . Proporcionales

3 . Integrales

4 . Proporcionales-integrales

5 . Proporcionales-derivativos

6 . Proporcionales-integrales-derivativos

Casi todos los controladores industriales

emplean como fuente de energía la electricidad

o un fluido presurizado, tal como el aceite o el

aire. Los controladores también pueden

clasificarse, de acuerdo con el tipo de energía

que utilizan en su operaciión, como neumáticos,

hidráulicos o electrónicos. El tipo de controlador

que se use debe decidirse con base en la

naturaleza de la planta y las condiciones

operacionales, incluyendo consideraciones tales

como seguridad, costo, disponibilidad,

confiabilidad, precisión, peso y tamaño.

Controlador automático, actuador y sensor

(elemento de medición)

La figura 1 es un diagrama de bloques de un

sistema de control industrial que consiste en un

controlador automático, un actuador, una planta

y un sensor (elemento de medición). El

controlador detecta la señal de error, que por lo

general, está en un nivel de potencia muy bajo, y

la amplifica a un nivel lo suficientemente alto.

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ISSN 2523-6806







La salida de un controlador automático se

alimenta a un actuador, tal como un motor, una

valvula neumática, un motor hidráulico, un

motor eléctrico.

Figura 1 Diagrama de bloques de un sistema de control

industrial, formado por un controlador automático, un

actuador, una planta y un sensor. Fuente: Ingenieria de

Control Moderna 1998

Metodología de Investigación

Esta investigación se basa en la experiencia

propia en una planta petroquímica de la zona

industrial del corredor Tampico-Altamira.

Tipo de Investigación

Uno de los aspectos que las empresas deben

considerar para mantenerse competitivas ante un

mercado globalizado es la actualización de sus

procesos de fabricación. Nuevas tecnologías en

maquinarias, equipos son importantes y

eficientes si van acompañadas de tecnologías de

automatización moderna. Cuando las plantas

deciden cambiar sus ingenierías de control

automatizado de sus procesos, el camino a seguir

en forma convencional es buscar el mejor

momento para hacer una parada total de las

operaciones y trabajar en la sustitución de todos

y cada uno de los instrumentos por los nuevos

siguiendo la planeación programada según sus

necesidades. Sin embargo la siguiente

metodología fue aplicada para no realizar un

paro total para hacer el cambio de

instrumentación en todos los procesos de

producción. Esta metodología se desarrolló de la

siguiente manera:

Elaboracion, aprobación y ejecución de

la Ingenieria de Detalle. Esta parte se

realizó con un enfoque de ejecución

tomando en cuenta que los procesos

continuaron operando.

Pruebas, configuración e instalacion de

la instrumentación de campo. Toda la

instrumentación se instalo al pie de la

instrumentación en uso incluyendo los

diferentes sensores que posteriormente

fueron colocados en donde van.

Pruebas, configuración e instalación de

los controladores en los DCS´s

respectivos. Cada controlador fue

revisado que tuviese los ajustes que

gobierna la sensibilidad y finura del

control de acuerdo a los controladores

actuales y tomando en cuenta la variable

a controlar.

Sustitucion del lazo de control. Esta

actividad se realizó una vez que fue

verificado el funcionamiento de cada uno

de sus elementos respectivos mediante

una hoja de verificación la cual fue

firmada por los involucrados. La

sustitución de los elementos se hizo

programando el paro o salida de

operación temporal de el lazo de control.

Resultados

Con esta metodología empleada se logro el

cambio de la instrumentación proceso por

proceso en forma gradual observándose de igual

manera una reducción gradual en la variabilidad

de los procesos. A diferencia del método

convencional, la metodología aplicada permite

una mejor respuesta, un mejor seguimiento a la

maniobra hecha y al comportamiento de los

nuevos instrumentos. Tambien se tiene la

ventaja de comparar con procesos similares que

aun no fueron cambiados sus controladores.

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ISSN 2523-6806







Conclusiones

Los resultados obtenidos mostraron la

efectividad de la metodología empleada en la

sustitución de la instrumentación neumática y

analogíca por instrumentación digital en los

controladores de los procesos de producción de

una planta petroquimca de la zona. Dependiendo

de la complejidad de la automatización de los

procesos, se podría extender esta metodología a

otro tipo de plantas industriales que por razones

diversas se encuentren imposibilitados a dejar de

operar por largos periodos para migrar a una

nueva instrumentación que le paermita reducir la

variabilidad en sus procesos.

Referencias

Ogata, K. (1998). Ingeniería de control

moderna. Obtenido de

http://www.matcuer.unam.mx/~victor/Sistemas/

ingenieria_de_control_moderna.pdf

https://www.epsevg.upc.edu/hcd/material/lectur

as/interfaz.pdf

6


H-567, híbrido de maíz para el trópico húmedo de México

SIERRA-MACIAS, Mauro†*, RODRIGUEZ-MONTALVO, Flavio Antonio, GÓMEZ-MONTIEL Noel

y ESPINOSA-CALDERON, Alejandro Recibido 12 de Julio, 2017; Aceptado 8 de Septiembre, 2017

Resumen

Durante 2010 al 2016, se evaluaron híbridos

experimentales de maíz en las áreas tropicales del estado

de Veracruz y sureste mexicano en los que se definió H-

567 como sobresaliente y fue propuesto para su liberación

oficial; este híbrido registró un rendimiento experimental

de 6375 kg ha-1, superó en 11% al testigo comercial H-520

y a través de 10 parcelas de validación, superó en 12% al

mismo testigo. H-567 es de grano blanco, adaptado a la

región tropical en el sureste de México, en altitudes que

van de 0 a 1200 msnm, presenta altura de planta

intermedia con una relación altura de mazorca/altura de

planta de 0.50; buen aspecto y sanidad de planta y de

mazorca; tolerante al acame, con buena cobertura de

mazorca y bajo porcentaje de mazorcas podridas. Durante

2015 y 2016, el H-567 y sus progenitores fueron

caracterizados de acuerdo con la guía técnica para

descripción varietal de maíz (Zea mays L.), propuesta por

la Unión Internacional para la Protección de Obtenciones

Vegetales (UPOV). Este híbrido será registrado por el

Instituto Nacional de Investigaciones Forestales Agrícolas

y Pecuarias (INIFAP) en el Catálogo de Variedades

factibles de Certificación (CVC) ante el Servicio Nacional

de Inspección y Certificación de Semillas (SNICS).

Heterósis, Híbridos, Trópico, Zea mays L

Abstract

During 2012 to 2016, there were evaluated maize

experimental hybrids through the tropical área in Veracruz

state and the southeast of México, which of them, H-567

was defined as the best hybrid and purposed for official

liberation. This hybrid registered 6375 kg ha-1, 11% more

yield in experimental level and 12% trought 10 validation

plots than the commercial check H-520. H-567, is a white

grain, adapted to tropical region in the southeast of

México, in attitud from 0 to 1200 masl, present an

intermediate plant height with a relation ear/plant height

of 0.50; It presents very good plant and ear aspect, tolerant

to lodging, good husk cover and low percentage of ear rot.

Thus, during 2015 and 2016, H-567 and their parents were

characterized using the technical guide for maize (Zea

mays L.) varietal description, which was purposed by the

International Union for Protecting Vegetal Obtaining

(UPOV). This hybrid will be registered by the National

Institute of Forestry, Agriculture and Livestock Research

(INIFAP) in the Feasible of Certification Varieties

Catalogue (CVC) of the National Service of Inspection

and Seed Certification (SNICS).

Heterosis, hybrids, tropic, Zea mays L

Citación: SIERRA-MACIAS, Mauro, RODRIGUEZ-MONTALVO, Flavio Antonio, GÓMEZ-MONTIEL Noel y

ESPINOSA-CALDERON, Alejandro. H-567, híbrido de maíz para el trópico húmedo de México. Revista de Operaciones

Tecnológicas 2017. 1-3:6-14




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ISSN 2523-6806


SIERRA-MACIAS, Mauro, RODRIGUEZ-MONTALVO, Flavio Antonio,

GÓMEZ-MONTIEL Noel y ESPINOSA-CALDERON, Alejandro. H-567,

híbrido de maíz para el trópico húmedo de México. Revista de Operaciones

Tecnológicas 2017

Introducción

La superficie nacional en los últimos años es de

alrededor de 8.2 millones de hectáreas, con una

producción de 18 millones de toneladas de

grano, de las cuales se utilizan para el consumo

directo humano 12.3 millones de toneladas; de

estas, el 36% es a través de la industria harinera

y 64% a través de la industria de la masa y la

tortilla en el proceso de nixtamalización; Sin

embargo, año con año se importan de 5 a 7

millones de toneladas de grano amarillo para la

industria de alimentos balanceados. (Betanzos et

al., 2003; SAGARPA, 2012). Del maíz se

obtiene el 59% de la energía y el 39% de la

proteína que ingiere el mexicano.

En la región tropical se siembran 3.2

millones de hectáreas de maíz, de las cuales un

millón están comprendidas en provincias

agronómicas de buena y muy buena

productividad y donde es factible el uso de

semilla mejorada de híbridos y variedades

sintéticas (Sierra et al., 2001).

Después del proceso de investigación en

Mejoramiento genético de maíz, y través de

evaluaciones en diferentes ambientes, se definen

genotipos sobresalientes por su rendimiento,

adaptación y características agronómicas los

cuales es importante dar a conocer a los

agricultores, agentes de cambio y empresas

semilleras las bondades de estos genotipos para

su uso comercial, de manera que el agricultor

tenga acceso a semilla de buena calidad genética,

fisiológica física y sanitaria. En el mejoramiento

de maíz para el trópico se generan subproductos

que son variedades de polinización libre,

variedades sintéticas e híbridos de maíz (Sierra

et al., 2014).

En híbridos es importante identificar

progenitores con buena aptitud combinatoria,

buen rendimiento per se y facilidad en la

producción de semilla (Gómez 1986; Sierra et

al., 2004; Sierra et al., 1992; Reyes 1985; Vasal

et al 1994; Vasal et al., 1992a; Vasal et al.,

1992b;).

Cuando se ha definido como

sobresaliente un nuevo híbrido de maíz, se

requiere realizar la caracterización del híbrido y

de sus progenitores de acuerdo con la guía

técnica para descripción varietal de maíz (Zea

mays L.), propuesta por la Unión Internacional

para la Protección de Obtenciones Vegetales

(UPOV). Lo anterior, con la finalidad de

registrarlo en el Catalogo de variedades

Factibles de Certificación (CVC), ante el

Servicio Nacional de Inspección y Certificación

de Semillas (SNICS). (SNICS, 2002)

La semilla es sin lugar a duda el insumo

Número Uno en la producción, pues representa

el potencial de rendimiento y la calidad de la

cosecha. En México, el uso de semilla mejorada

aún es bajo. El INIFAP produce la semilla de

alto registro, es decir, en las categorías básica y

registrada, con la cual se abastece la semilla a las

empresas semilleras para producir la semilla

certificada que se distribuye a los agricultores

para su siembra comercial, por lo anterior, es

importante generar la tecnología de producción

de semilla para los genotipos que se pretende

liberar al comercio a través de su registro ante el

SNICS, como es el caso del híbrtido trilineal de

maíz H-567

8


ISSN 2523-6806





Tecnológicas 2017

Durante los últimos años se generaron

híbridos y variedades con gran potencial de

rendimiento, adaptados a las condiciones

tropicales húmedas del estado de Veracruz y

Sureste de México, entre los que destacan por su

uso actual H-520, VS-536, H-519C, V-537C, V-

556AC y de reciente liberación, el híbrido H-

564C de alto rendimiento y alta calidad

proteínica (Sierra et al., 1992; Sierra et al., 2001;

Sierra et al., 2011)

Objetivos

Compendiar la información sobre el rendimiento

y las características agronómicas del híbrido de

maíz H-567 adaptado a la región tropical en el

sureste de México; Caracterizar el híbrido H-567

y sus progenitores de acuerdo con el formato

sugerido por la UPOV y hacer la descripción

varietal del híbrido.

Materiales y métodos

Localización. El trabajo se llevó a cabo en

Campo Experimental Cotaxtla, Ver.,

perteneciente al INIFAP, el establecimiento y

conducción de experimentos y parcelas de

validación se hizo en terrenos de productores en

varias localidades comprendidas en el área

tropical húmeda y subhúmeda de México que

engloba de acuerdo con la clasificación climática

de Köppen modificada por García (1981) al

grupo climático A (Aw0, Aw1, Aw2, Am y Af)

y corresponden a los climas cálido húmedo y

subhúmedo en zonas representativas donde el

cultivo de maíz es importante.

Germoplasma utilizado. El

germoplasma utilizado en los experimentos fue

un grupo de híbridos trilineales experimentales

de maíz, en las parcelas de validación fue un

grupo de genotipos sobresalientes y en la

generación de tecnología para la producción de

semilla y caracterización fue el híbrido de maíz

H-567, sus progenitores y genotipos testigo.

Particularmente, El H-567 es un híbrido

trilineal cuyo progenitor hembra es la cruza

simple LT164xLT165 y el progenitor macho es

la línea experimental LT166, es decir, su

nomenclatura es: (LT164xLT165)xLT166.

Procedimiento. Durante los ciclos otoño

invierno y primavera-verano de 2012 a 2016 se

condujeron diferentes experimentos, parcelas de

validación refrescamiento de material genético y

lotes de caracterización de híbridos y variedades

de maíz sobresalientes entre ellos, el híbrido

trilineal H-567 y sus progenitores, en los estados

de Veracruz, Tabasco y Guerrero.

Particularmente en los ciclos primavera verano

2012, 2013 y 2016, se condujeron parcelas de

validación con los genotipos sobresalientes en

terrenos de productores en una superficie

estimada de una hectárea en surcos separados a

80 cm, depositando a la siembra dos tres semillas

cada 40 cm y una densidad de 62,500 pl ha-1, Las

malezas fueron controladas a base de Atrazina y

se controlaron plagas del follaje durante el

desarrollo del cultivo. La fertilización se hizo de

acuerdo con las recomendaciones del INIFAP en

cada localidad; Particularmente para localidad

de Cotaxtla se utilizó la fórmula 161-46-00,

aplicando todo el Fósforo y un tercio del

Nitrógeno al momento de la siembra, el resto del

Nitrógeno en la etapa fenológica de

amacollamiento al momento del atierre.

Para la generación de tecnología de

producción de semilla del H-567, se estudiaron

tres factores: relación hembra macho, densidad

de población, y dosis de fertilización bajo

condiciones de temporal en el ciclo agrícola

primavera verano. La parcela experimental

constó de 6 surcos de 5 m de largo separados a

80 cm, con las combinaciones generadas se

obtuvieron 8 tratamientos, mismos que se

distribuyeron bajo un diseño bloques al azar con

arreglo en parcelas divididas.

9


ISSN 2523-6806





Tecnológicas 2017

En relación con la caracterización,

durante 2015 y 2016, el H-567 y sus

progenitores fueron caracterizados de acuerdo

con la guía técnica para descripción varietal de

maíz (Zea mays L.), propuesta por la Unión

Internacional para la Protección de Obtenciones

Vegetales (UPOV). Este híbrido será registrado

e inscrito por el Instituto Nacional de

Investigaciones Forestales Agrícolas y Pecuarias

(INIFAP) en el Catálogo de Variedades factibles

de Certificación (CVC) ante el Servicio

Nacional de Inspección y Certificación de

Semillas (SNICS). (SNICS, 2002)

Variables y registro de datos. Las

principales variables registradas en

experimentos y lotes de validación fueron días a

floración masculina y femenina, altura de planta

y de mazorca, aspecto y sanidad de planta de

mazorca, plantas acamadas, enfermedades; a la

cosecha se registraron las variables de

rendimiento de grano, pudrición de mazorca,

humedad de grano. En la generación de

tecnología de semillas del H-567 y sus

progenitores, se registraron variables adicionales

a las variables agronómicas: Rendimiento de

materia prima, rendimiento de semilla, forma y

tamaño de la semilla. Para la caracterización de

germoplasma de maíz, se llevó a cabo durante

los ciclos primavera verano 2015 y 2016, para lo

cual se establecieron ensayos con los genotipos

sobresalientes y sus progenitores, así como

genotipos testigo, para el registro de los datos se

hizo en parcelas de 6 surcos de 5 m de largo con

dos repeticiones y se registraron las

características vegetativas en 100 plantas y 40

mazorcas por repetición de cada una de las 66

características sugeridas de acuerdo con el

formato de la UPOV y se hizo en los ciclos.

Métodos estadísticos. En los

experimentos, dependiendo del número de

genotipos a evaluar fueron utilizados diseños

alpha látices y bloques al azar con dos

repeticiones.

En tecnología de semillas se distribuyó

bajo diseño bloques al azar con arreglo en

parcelas divididas (Reyes, 1990). Las

principales variables de cada actividad fueron

analizadas estadísticamente con la prueba

múltiple de medias correspondiente. En las

parcelas de validación se hicieron muestreos de

rendimiento al momento de la cosecha y para su

análisis se consideró cada localidad como una

repetición.

Resultados y discusión

Con pares de datos de 11 experimentos

establecidos en los estados de Veracruz y

Tabasco para el híbrido trilineal H-567 y el

testigo comercial H-520, fueron analizados

como datos apareados (Reyes, 1990); se

obtuvieron rendimientos promedio de 6375 kg

ha-1 para el híbrido H-567, es decir, 11% más en

relación con el H-520, que registró un

rendimiento de 5723 kg ha-1, valor que sugiere

significancia estadística al 0.05 de probabilidad

de error, en virtud de que se encontró un valor

para t Calculada=2.59*; valor mayor que

t0.05(10)=2.23; pero menor que t0.01(10) =3.17

(Cuadro 1)

10


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Tecnológicas 2017

Experimento H-520 H-567

Cot 2010B Híb. sobresalientes 4451 5542

Tlach 2010B Híb. sobresalientes 6100 6877

Huim. 2012B Híbridos 5083 5861

Cot 2013B Híb. experimentales 4800 5600

Cot 2014A Híb. élite 6800 6500

Cot 2014B Híb. Tril. y dobles 6200 6500

Cot 2014B Híb. trilineales 5442 6123

Huim 2015B Híb. trilineales 6003 7112

Cot 2016B Híb. trilineales 8003 8261

Carr 2016B Híb. trilineales 5666 7042

Huim 2016B Híb. trilineales 4405 4707

Suma 62953 70125

Promedio 5723 6375*

% Relativo 100 111

*Significancia de la comparación al 0.05 de probabilidad;

T Calculada=2.59*; t0.05(10)=2.23; t0.01(10) =3.17;

Cot= Cotaxtla, Ver.; Tlach= Los bajos de Tlachiconal;

Huim= Huimanguillo, Tab.; Carr= Carlos A. Carrillo, Ver.

Tabla 1 Rendimiento de grano del híbrido H-567 en

experimentos del 2010 al 2016

Validación. Con relación a las parcelas

de validación de híbridos sobresalientes de maíz,

estas se establecieron en 10 ambientes, para

efecto de análisis se consideró cada localidad

como una repetición; se encontró significancia

estadística al 0. 01 de probabilidad para los

genotipos y para los ambientes y un coeficiente

de variación de 12.22%, valor relativamente

bajo, que sugiere de acuerdo con (Reyes 1990)

confiabilidad de los resultados (Cuadro 2)

Fuente de variación GL CM

Genotipos 3 5.90**

Ambientes 9 3.20**

Error 27 0.39

CV (%) 12.22

** Significancia al 0.01 de probabilidad; GL= Grados de

libertad; SC= Suma de cuadrados: CM= Cuadrados

medios; CV= Coeficiente de variación

Tabla 2 Análisis de varianza para Rendimiento de

híbridos de maíz Validación. Veracruz, Tabasco y

Guerrero. 2012 a 2016

En cuanto al rendimiento de grano para

cada uno de los genotipos, se encontró a través

de las 10 parcelas de validación, que el híbrido

H-567, registró un rendimiento de 5.93 t ha-1,

con significancia estadística al 0.05 de

probabilidad y 12% más rendimiento en relación

con el testigo H-520, híbrido comercial de mayor

uso en el sureste de México (Cuadro 3). Lo

anterior sugiere que el híbrido H-567, se adapta

a la región tropical y representa una buena

alternativa para su uso comercial por parte de los

agricultores maiceros en el sureste de México.

Tabla 3 Rendimiento de grano de híbridos de maíz

sobresalientes en Parcelas de validación en Veracruz,

Tabasco y Guerrero

Índices ambientales. En cuanto a los

índices ambientales, fueron los ambientes de

Piedras Negras, Ver., 2012B y Cuatotoloapan,

Ver. 2012B, los que registraron los más altos

rendimientos de grano promedio con 6.7 y 6.27

t ha-1, para cada ambiente, respectivamente, con

índices ambientales de 1.61 y 1.27 altamente

significativos en relación con el resto de los

ambientes.

11


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Tecnológicas 2017

Por el contrario, los ambientes de

Cotaxtla, Ver. 2013B y Soteapan, Ver., 2016B,

tuvieron los rendimientos promedio más bajos e

índices ambientales negativos (Cuadro 4)

Ambiente Rendt ha-1 Índice

Cotaxtla, Ver. 2012B 5.11 0.02

Huimanguillo, Tab. 2012B 5,41 0.32

Cuatotoloapan, Ver. 2012B 6.29** 1.27**

P. Negras, Ver. 2012B 6.7** 1.61**

Iguala, Gro. 2012B 4.38 -0.71

Cotaxtla, Ver. 2013B 4.1 -0.99

Cotaxtla, Ver. 2016B 4.98 -0.11

Chicalpextle, Ver., 2016B 5.44 0.35

Soteapan, Ver., 2016B 4.14 -0.95

Huimanguillo, Tab. 2016B 4.37 -0.72

Promedio 5. 09

B=Ciclo primavera verano; Rend=Rendimiento

Tabla 4 Índices ambientales validación de híbridos de

maíz 2012-2016

Por lo que se refiere a las características

agronómicas el híbrido H-567 registró 51 días a

floración masculina, altura de planta y mazorca

baja, con buen aspecto y sanidad de planta y de

mazorca, con tolerancia al acame y a la pudrición

de mazorca (Cuadro 5)

Tabla 5 Características agronómicas de híbridos de maíz

Cotaxtla 2013B

Caracterización. En los años 2015 y

2016 el H-567 y sus progenitores fueron

caracterizados de acuerdo con la guía técnica

para descripción varietal de maíz (Zea mays L.),

propuesta por la Unión Internacional para la

Protección de Obtenciones Vegetales (UPOV).

Este híbrido será registrado e inscrito por el

Instituto Nacional de Investigaciones Forestales

Agrícolas y Pecuarias (INIFAP) en el Catálogo

de Variedades factibles de Certificación (CVC)

ante el Servicio Nacional de Inspección y

Certificación de Semillas (SNICS).

Descripción. H-567, es un híbrido

trilineal de maíz de grano blanco adaptado a la

región tropical en el sureste de México en

altitudes que van de 0 a 1200 msnm, presenta un

rendimiento potencial de grano entre 8 y 9 t ha-1,

50 t ha-1 de forraje verde y es apto para la

producción de elote; H-567, es resistente a las

principales enfermedades de planta y de mazorca

entre ellas: Helminthosporium turcicum,

Achaparramiento, Fusarium moniliforme y

Diplodia maydis; en cuanto a las características

agronómicas, este híbrido presenta una altura de

planta de 250 cm, altura de mazorca de 130 cm,

es decir, es de altura intermedia con una relación

altura de mazorca/altura de planta de 0.50, de

ciclo biológico intermedio con 52 días a la

floración masculina y 53 días a floración

femenina, 90 días a la madurez fisiológica y 120

a 130 días de la siembra a la cosecha durante el

ciclo primavera verano bajo condiciones de

temporal, presenta buen aspecto y sanidad de

planta y de mazorca, es tolerante al acame,

presenta buena cobertura de mazorca (97%) y

bajo porcentaje de mazorcas podridas (3%). En

cuanto a las características de mazorca, es de

grano blanco con textura semidentada, con una

longitud de 18 a 20 cm y diámetro de 4 a 5 cm

con 14 a 16 hileras de grano con 34 a 38

granos/hilera. Por su textura es un maíz

destinado al proceso industrial de la masa y la

tortilla.

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ISSN 2523-6806





Tecnológicas 2017

Producción de semilla. Para el ciclo

otoño invierno 2015/16 en la localidad de

Cotaxtla, de acuerdo con el análisis económico,

los mejores rendimientos de 3351 kg ha-1 de

semilla certificada del híbrido de maíz H-567, se

logran con una relación hembra macho 2:1,

densidad de población de 62, 500 pl ha-1 y dosis

de fertilización de 184-69-30. Para el ciclo

primavera verano del 2016 en la localidad de

Cotaxtla, se encontró que el tratamiento con la

relación hembra: macho de 6:2 con 62,500 pl ha-

1 y con fertilización de 184-69-30 y 230-69-60

registraron los rendimientos más altos con 3776

kg ha-1 de semilla. Para la localidad de la Colonia

Ejidal, el mejor rendimiento de semilla fue de

5179 kg ha-1, misma que se obtuvo en una

relación hembra: macho 6:2, con 62,500 pl ha-1

y con fertilización de 230-69-60. Para la

localidad de Mata Tejón, Mpio de Cotaxtla, el

mejor rendimiento de semilla fue de 5476 kg ha-

1, misma que se obtuvo en una relación hembra:

macho 4:2, con 62,500 pl ha-1 y con fertilización

de 230-69-60.

En general, para la producción de semilla

certificada del híbrido H-567, en la zona tropical

de Veracruz, se recomienda, una relación

hembra: macho 6:2, con 62,500 pl ha-1 y con

fertilización de 230-69-60 (Cuadro 6)

Trat Rel.

H:M

Densi

dad

Fertili

zación

Rend

Grano

Rend

semilla

8 6:2 62,500 230-69-

60

6924 4906

1 4:2 50,000 184-46-

30

7183 4528

4 4:2 62500 230-69-

60

7077 4500

7 6:2 62500 184-46-

30

6762 4413

6 6:2 50,000 230-69-

60

6564 4315

3 4:2 62,500 184-46-

30

6170 4212

5 6:2 50,000 184-46-

30

5823 4135

2 4:2 50,000 230-69-

60

5988 4053

Promedio 6562 4383

B= Ciclo primavera verano; Trat= tratamiento; Rel. H:M=

Relación hembra:macho; Rend= Rendimiento; Gr=

Grano; Mat= Materia

Tabla 6 Rendimiento de grano y semilla, del híbrido de

maíz H-567 2016B.

Conclusiones

Se definió como sobresaliente por su

rendimiento y características agronómicas el H-

567 híbrido de maíz adaptado a la región tropical

húmeda de México

Se realizó la caracterización del híbrido

H-567 de acuerdo con los formatos de UPOV

para el trámite de registro ante el SNICS.

Para la producción de semilla certificada

del híbrido H-567, en la zona tropical de

Veracruz, se recomienda, una relación hembra:

macho 6:2, con 62,500 pl ha-1 y con fertilización

de 230-69-60

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ISSN 2523-6806





Tecnológicas 2017

El híbrido H-567, representa una buena

alternativa para su siembra comercial por parte

de los agricultores maiceros en el sureste de

México.

Referencias

Betanzos M., E.; Gómez M., N.; Ortega C., A.;

Peña R., A.; Preciado O., R.E.; Ramírez D., J.L.;

Velásquez C., G. 2003. Propuesta de

reorganización del programa nacional de

mejoramiento genético de maíz del INIFAP.

Documento de trabajo. INIFAP. 66 p.

García., E. 1981. Modificaciones al sistema de

clasificación climática de Köppen. 3ª Ed.

Universidad Nacional Autónoma de México.

Instituto de Geografía. México DF México 252p.

Gómez M.N. 1986. Aptitud combinatoria de

maíces tropicales y subtropicales en la región de

transición baja de Guerrero. Rev. Fitotecnia

Mexicana 8: 3-19.

Reyes 1990. Diseño de experimentos aplicados.

Ed trillas 3ª Ed. México D.F. 348p

Reyes C., P. 1985. Fitogenotecnia básica y

aplicada. AGT Editor S.A. México. 460 p.

Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo

Rural, Pesca y Alimentación (SAGARPA).

Servicio de Información Agroalimentaria y

Pesquera (SIAP) (2012) Anuario estadístico de

la producción agrícola de los estados unidos

Mexicanos. http//www.siap.sagarpa.gob.mx

(Cons. 11/2014).

Servicio Nacional de Inspección y Certificación

de semillas (SNICS), 2002. Guía tecnica para la

descripción varietal de maíz (Zea mays L.).

Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo

Rural, Pesca y Alimentación (SAGARPA).

México, D.F. 20p

Sierra, M. M.; Rodríguez, M. F. A., Palafox, C.

A., Gómez, M., N.; Espinosa, C., A. 2014.

Síntesis histórica del mejoramiento genético de

maíz para el trópico húmedo de México. In:

Aportaciones en ciencias agronómicas y

ambientales. Universidad Autónoma de

Chapingo. p. 20-30

Sierra M., M; Márquez S., F.; Valdivia B., R.;

Córdova O., H.; Lezama G., R.; Pescador R., A.

2004. Uso de probadores en la selección de

líneas para formar híbridos de maíz (Zea mays

L). Agric. Téc. Méx. Vol 30 (2): 169-181

Sierra M., M.; Rodríguez M., F.A.; Castillo, G.,

R.A. y Márquez S., F. 1992. La aplicación de los

parámetros de estabilidad en el mejoramiento de

maíz de la región sur de México. In: Memorias

de Simposium de Interacción Genotipo-

Ambiente en Genotecnia Vegetal 26 al 27 de

marzo de 1992. Sociedad Mexicana de

Fitogenética. Guadalajara, Jal. p 239-260.

Sierra, M. M., Palafox, C. A., Cano, R., O.,

Rodríguez, M. F. A., Espinosa, C., A. Turrent,

F., A. Gómez, M., N., Córdova, O., H., Vergara,

A., N., Aveldaño, S. R., Barrón, F., S., Romero,

M., J. Caballero, H., F., González, C. M. y

Betanzos, M., E. 2001. Descripción varietal de

H-519C, H-553C y V-537C, maíces con alta

calidad de proteína para el trópico húmedo de

México. INIFAP CIRGOC. Campo

Experimental Cotaxtla. Folleto Técnico

Núm.30. Veracruz, Ver., México. 21 p.

Sierra M., M; Palafox c., A.; Rodríguez M., F.;

Espinoa C., A.; Vásquez C., G.; Gómez M., N.;

Barrón F., S. 2011. H-564C, Híbrido de maíz

con alta calidad de proteína para el trópico

húmedo de México. Revista Mexicana de las

Ciencias Agrícolas Vol 2(1): 71-84.

Vasal S., K.; Vergara N. y Mc Lean.S. 1994.

Estrategias en el desarrollo de híbridos tropicales

de maíz. Agronomía Mesoamericana 5:184-189.

14


ISSN 2523-6806





Tecnológicas 2017

Vasal S., K; Srinivasan G. Crossa J. and Beck

D.L.1992a. Heterosis and combining ability of

CIMMYT’s subtropical and temperate early

maturity maize germplasm. Crop sci 32(4):884-

890

Vasal S., K; Srinivasan G. Han C., y Gonzalez

F. 1992b. Heterotic patterns of eighty eigh white

subtropical CIMMYT maize lines. Maydica 37:

319-327.

15


SECURITY BAX Almacenamiento de audio, video y geolocalización para transporte

de carga

MEJÍA-MADRIGAL, Jesús†*, MARTÍNEZ-JAIMES, Nancy Berenice y PADILLA-GÓMEZ, Raúl

Universidad Tecnológica Fidel Velázquez. Av. Emiliano Zapata S/N, El Trafico, 54400 Villa Nicolás Romero, Méx


Resumen

Security Bax es un sistema de videograbación que permite a

cualquier interesado en proteger sus unidades de carga, tener

información en audio y video, tanto del interior de la unidad

como del exterior en la parte frontal de la unidad. El contar con

esta información en audio y video permitirá no solo conocer

técnicas de manejo y comportamiento de los operadores tanto

antes, durante y después del siniestro, sino también el modus

operandi de los delincuentes, ya sea para poder implementar

acciones por parte de la autoridad, identificar a los delincuentes,

deslindar responsabilidades por parte de las empresas

transportistas y disminuir los probables factores de riesgo en los

que se incurra por parte de los involucrados. Esta información

se guardará en una memoria de la cual podrá disponer solo el área

interesada en contar con el dispositivo. Para el caso de choques,

volcaduras, incendios o explosiones, Security Bax está diseñado

con materiales y técnicas similares a las utilizadas en las cajas

negras de los aviones, por lo que la información siempre estará

segura independientemente del tipo de siniestro, por lo que

entender lo que realmente sucedió para reducir los índices de

siniestralidad es un factor a resaltar. La capacidad de guardar

información relacionada a aspectos mecánicos, físicos y

operativos de Security Bax, la vuelve una herramienta

fundamental en mejorar la técnica de manejo de los operadores.

Audio, Video, GPS, Transporte, Siniestro.

Abstract

Security Bax is a video recording system that allows all people

who are interested in protecting their loading units, to have

information in audio and video, as much of the interior of the unit

like of the outside. in the frontal part of the unit. Having this

information in audio and video will not only permit to know

driving techniques and operators behavior before, during and

after the accident, but also the modus operandi of the offender,

either to take action from the authority, identify the offenders, or

demarcate responsibilities from the transportation companies and

decrease probable risk factors in which any of the affected parts

may be involved. This information will be saved in a memory

from which the interested area will have access to. In case of

shocks, overturning, fires, or explosions, Security Bax is

designed with materials and techniques very similar to the ones

used for black boxes on airplanes, so that the information will

always be secure, regardless of the type of accident, a factor to

highlight when trying to understand accident reduction rates.

Saving information capacity related to mechanical, physical and

operational aspects of Security Bax, turns it into a fundamental

tool on improving operator driving techniques.

Audio, Video, GPS, Trasport, Disaster

Citación: MEJÍA-MADRIGAL, Jesús, MARTÍNEZ-JAIMES, Nancy Berenice y PADILLA-GÓMEZ, Raúl. SECURITY

BAX Almacenamiento de audio, video y geolocalización para transporte de carga. Revista de Operaciones Tecnológicas 2017.

1-3:15-21




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MEJÍA-MADRIGAL, Jesús, MARTÍNEZ-JAIMES, Nancy Berenice y

PADILLA-GÓMEZ, Raúl. SECURITY BAX Almacenamiento de audio, video y

geolocalización para transporte de carga. Revista de Operaciones Tecnológicas

2017

Introducción

El registro en audio y video de Security Bax,

presentara la evidencia necesaria para

autoridades, empresas de autotransporte,

aseguradoras y quien esté interesado, de cómo

trabajan los delincuentes, cuales son los puntos

exactos donde sucede el robo, cuales son los

diálogos de los delincuentes y los operadores,

registro de paradas no autorizadas, registro de

trayectos y tiempos de recorridos, así como

malas técnicas de manejo y procedimientos

inapropiados de los operadores.

Así mismo, todos los datos registrados

serán protegidos de explosión, incendio e

impactos gracias a una cubierta diseñada

expresamente para estos inconvenientes, por lo

tanto, el rescate y búsqueda de la Security Bax

de la unidad será la principal herramienta para

comprender la raíz de actos delictivos y

siniestros.

Derivado del incremento al robo de

unidades, los costos de los seguros a la unidades

se han disparado en los últimos años hasta en un

100%, lo cual impacta en los costos operativos

incrementándolos de un 2% a un 4% de manera

anual y esto, sin considerar que algunas

empresas de seguros dudan si seguir dando

cobertura a las unidades de carga, existe un

déficit de operadores ya que el robo a unidades

se ha convertido en una actividad de alto riesgo,

esto fundamentado en que según datos de las

autoridades, en el 50% de los robos existe el

secuestro de los operadores.

Justificación

Actualmente el gasto en el rubro del transporte

representa uno de los más importantes dentro del

giro empresarial, y cada año se incrementa de un

2% a un 4% de la utilidad de las empresas

derivado de la inseguridad, los robos y las

medidas precautorias para verse menos

afectadas por parte de las empresas, ya que, al

demandar más elementos de seguridad, estos

mismos elementos de seguridad se encarecen, lo

cual hace que las empresas entren en un círculo

vicioso del cual parecen no tener salida.

Cabe mencionar que además de

almacenar información de importancia para la

mejora continua del transporte terrestre. Está

enfocado a la seguridad del recurso humano, la

seguridad de la mercancía, vínculos con clientes,

proveedores y socios.

¿Cómo funciona?

La función de Security Bax es el rescate y

búsqueda de la unidad será utilizada como una

herramienta para comprender actos delictivos y

siniestros. Es sofisticada, con sistemas que

permiten saber incluso los movimientos en las

unidades, combustible. Equipos GPS/GSM para

rastreo vehicular y rastreador satelital vehicular

GPS, cámara y paro motor. Estos equipamientos

están siendo actualizados constantemente. Se

están considerando la mejorar de las grabaciones

digitales en este tipo de sistema.

Debe de funcionar con sensores para

proteger la memoria de los sistemas y

simultáneamente monitorear el registro en audio

y video de Security Bax, presentara la evidencia

necesaria para autoridades, empresas de

autotransporte, aseguradoras y entre otros

interesados, así mismo el registro de paradas no

autorizadas, registro de trayectos y tiempos.

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2017

Es de suma importancia la protección de

todos datos registrados gracias a la cubierta del

exterior de Security Bax diseñada de manera

clara y detallada serán protegidos de explosiones

e incendios.

Problema

Según un informe revelado por Rogelio

Montemayor Morineau en 2016, el, como

Presidente Nacional de la Cámara Nacional del

Autotransporte de Carga, CANACAR, el robo a

autotransporte de carga ha aumentado 40% solo

en el primer semestre del 2016, y en los 2

semestres de 2015 venia de un incremento del

75%, por lo que para 2017 se puede pronosticar

en base a esa tendencia un crecimiento de casi el

100% por lo que se vuelve urgente el diseñar

sistemas que permitan comprender como operan

estos grupos delictivos así como en base a una

evidencia real de lo sucedido, diseñar estrategias

que permitan esclarecer los delitos y deslindar

responsabilidades.

Hipótesis

¿Es posible tener en el mercado una opcion en

sistemas de seguridad que conjunte registro de

audio, video, y geolocalizacion en un mismo

sistema?

Objetivos

Los objetivos están diseñados buscando el

esclarecimiento de los siniestros, la disminución

del robo interno y mejorar los índices de

recuperación de la unidad.

Objetivo General

Diseñar un sistema de seguridad que conjunte

registros de audio, video y geolocalización

donde la información este a salvo de siniestros.


Mejorar la seguridad de empresas,

transportistas y operadores por medio de

un solo Sistema.

Tener evidencia tanto de la parte externa

como de la interna de la unidad que

permita deslindar responsabilidades en el

caso de un siniestro.

Incrementar el numero de unidades

recuperadas en caso de robo de la misma.

Marco Teórico

Es un proyecto de invención en la seguridad del

transporte terrestre, consiste básicamente en una

caja de seguridad que se encarga de almacenar el

registro de datos e información dispositivo

electrónico capaz de registrar audio, video en

aspectos generales monitoreando por un par de

cámaras de seguridad, una con un ángulo de

180° para el interior de la unidad, y otra de 360°

ubicada en la parte superior del frente de la

unidad. Se pretende instalar un rastreador

satelital GPS y GSM. De esta forma se podrán

definir problemas de seguridad y siniestros que

se encuentren en el área de transporte terrestre.

Tomando en cuenta las estadísticas y factores de

la Comisión Nacional de Seguridad (CNS), se

diseñará y elaborar el dispositivo electrónico

que tiene que desarrollar la función de registrar

y almacenar datos de los factores mecánicos,

humanos, climáticos y estructurales de tránsito,

al mismo tiempo video, monitoreo y rastreo

satelital en tiempo real. Todos estos datos serán

vinculados dentro de la caja (Security Bax).

Su función es almacenar, registrar audio,

video y registro de datos, para que con la ayuda

de esta información sea posible esclarecer las

causas de los diferentes tipos de siniestros que se

presenten en las diferentes unidades de

transportación de carga terrestre datos que, en

caso de un accidente, permitan analizar lo

ocurrido en los momentos previos.

18


ISSN 2523-6806





2017

Actualmente el gasto en el rubro del

transporte representa uno de los más importantes

dentro del giro empresarial, y cada año se

incrementa de un 2% a un 4% de la utilidad de

las empresas derivado de la inseguridad, los

robos y las medidas precautorias para verse

menos afectadas por parte de las empresas, ya

que, al demandar más elementos de seguridad,

estos mismos elementos de seguridad se

encarecen, lo cual hace que las empresas entren

en un círculo viciosos del cual parecen no tener

salida.

Cabe mencionar que además de

almacenar información de importancia para la

mejora continua del transporte terrestre. Está

enfocado a la seguridad del recurso humano, la

seguridad de la mercancía, vínculos con clientes,

proveedores y socios.


La metodología utilizada para el desarrollo de

este producto fue una investigación Cientifica

Descriptiva, ya que lo importante radica en la

descripción de las características de cada uno de

los componentes que se utilizaran para el fin.

El método utilizado fue el Metodo

Logico Deductivo, ya que la integración de los

componentes electrónicos, sus características

individuales y las características resultantes de la

conjugación de las mismas, nos hace inferir en el

potencial del producto final y su capacidad de

resolver problemas actuales del transporte.


Se investigaron las caracteristicas de los

componentes principals de las partes basicas de

la Security Bax, los cuales a saber son:

Componentes de Audio, Componentes de Video,

Componentes de la Geolocalizacion,

Componentes de la Bateria Interna,

Componentes de los registros del Sistema motriz

de la unidad y Componentes de la caja o

estructura externa de la Security Bax.

Las Fuentes utilizadas para el proyecto se

fundamentaron en:

Componentes del Sistema de Registro de

Audio.

Componentes del Sistema de Registro de

Video.

Componentes del Sistema de

Geolocalizacion.

Componentes del Sistema de la Bateria

Interna.

Componentes de la Caja Externa o

Estructura Extera de la Security Bax.

Métodos Teóricos

Para entender el impacto positivo que podría

presentar el desarrollo de este sistema de

seguridad e información, es necesario entender

las afectaciones que han sufrido las diferentes

industrias y su pérdida económica.

Empresas Transportistas

Según la COPARMEX, las pérdidas

anuales por robo de transporte de carga

ascienden al orden de los 110 mil millones de

pesos. A este monto es importante sumarle el

gasto necesario en cuanto a seguros contra robo,

lo cual representa del 2% al 4% del total del

costo logístico de las empresas al año tan solo en

la adquisición de seguros. Los costos por

seguridad, entre los cuales encontramos el

rastreo satelital y la contratación de empresas de

seguridad privada, así como las pólizas de

seguros, tienen un incremento de 6% en cuanto

a costos de forma anual. Del presupuesto total de

las empresas, de un año a otro ha subido del

0.5% al 1.5% lo que se destinara a la adquirió de

escoltas, patrullas y monitoreo con CCTV.

Aseguradoras

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2017

Según un informe en 2015 de la

CANACAR, las empresas de seguros están

comenzando a no brindar la cobertura al auto

transporte de carga derivado de las altas perdidas

que se presentan por el incremento en los robos

de las unidades.

Importante adicionar que en esta

contratación de pólizas de seguros, dependiendo

ciertos factores relacionados a incidencia,

recurrencia y otros aspectos, la cobertura del

total de la mercancía al pago del seguro en

algunos casos puede ser solo del 30% del valor

total de la mercancía, por lo que la pérdida del

valor de la mercancía que asume el transportista

es importante, considerando que en muchos

casos del transporte de carga de un remolque, el

valor total considerando la unidad que en más

del 50% el robo es también de la unidad con todo

y operador, fluctúa los 2 millones de pesos.

Empresas de Seguridad Privada

Aun cuando el número de las empresas

privadas que se dedican a brindar protección a

las unidades de transporte de carga han crecido a

razón de un 10% cada año, también es un factor

a considerar en los costos del servicio y la

seguridad e integridad de los custodios el tema

del incremento en cuanto a los costos de la

contratación de empresas de seguridad privada,

considerando en ello escoltas, patrullas,

binomios caninos y monitoreo CCTV. Se cuenta

con un censo de aproximadamente 6,000

empresas de seguridad privada distribuidas a lo

largo y ancho del país, sin embargo, es muy

importante considerar antes de la contratación de

una empresa de este tipo, que aproximadamente

2,600, esto es, el 43% del total del censo no están

debidamente registradas ni cuentan con los

permisos necesarios o con los controles

requeridos a su personal, lo cual incrementa el

riesgo de pérdida al contratarlas para las

empresas.

Seguridad Pública

Parte de los proyectos de mejorar los

indicadores de seguridad publica en cuanto al

robo de unidades, comprende en tener la

evidencia de los responsables para el armado de

los archivos correspondientes y que se ejecute la

acción penal correspondiente. Este equipo

tendrá la capacidad de almacenar los audios y las

imágenes de los infractores, así como de

registrar los modus operandi de los delincuentes

para poder prever futuros delitos relacionados al

transporte de carga.

Metodología de Desarrollo de Software

Su función de Security Bax es el rescate y

búsqueda de la unidad será utilizada como una

herramienta para comprender actos delictivos y

siniestros

Es sofisticada, con sistemas que permiten

saber incluso los movimientos en las unidades,

combustible. Equipos GPS/GSM para rastreo

vehicular y rastreador satelital vehicular GPS,

cámara y paro motor. Estos equipamientos están

siendo actualizados constantemente. Se están

considerando la mejorar de las grabaciones

digitales en este tipo de sistema.

Debe de funcionar con sensores para

proteger la memoria de los sistemas y

simultáneamente monitorear el registro en audio

y video de Security Bax, presentara la evidencia

necesaria para autoridades, empresas de

autotransporte, aseguradoras y entre otros

interesados, así mismo el registro de paradas no

autorizadas, registro de trayectos y tiempos

Es de suma importancia la protección de

todos datos registrados gracias a la cubierta del

exterior de Security Bax diseñada de manera

clara y detallada serán protegidos de

explosiones, incendios.

20


ISSN 2523-6806





2017

El Flight data recorder (FDR)”, que

graba todas las operaciones hechas por el

sistema de la unidad y el otro es la grabadora de

voz de cabina

Cockpit voice recorder (CVR)”, que

tiene la función de registrar las voces del

operador y la administración de la organización.

Pero ambos serán guardados en Security Bax,

Incluye una capa de aluminio que protege

los datos contra influencias magnéticas. Una

capa de silicio que protege contra las altas

temperaturas.

Resultados

Por el tipo de sellado que presentara la Security

Bax, estará sellada y diseñada contra impactos,

por lo que no se considera existan derrames de

ningún tipo ni salida de los componentes

electrónicos, lo cual la hace relativamente

amigable con el medio ambiente.

Siendo el principal objetivo la reducción

de robos y/o la aclaración de los mismos, los

beneficios a la sociedad son muchos,

principalmente pensando en el menor gasto por

parte de los empresarios del trasporte y sus

clientes, al reducir los robos o recuperar más

rápido su mercancía y/o unidades, los márgenes

de utilidad suben, por lo que se ponen menos en

riesgo la perdida de los trabajos para los

trabajadores de estas empresas al ser los

negocios más rentables.

Los trabajadores del volante se sentirán

más seguros al contar con una herramienta que

los deslindara de cualquier sospecha de autorobo

ya que el registro en audio y video de la Security

Bax mostrara evidencia del evento.

Conclusiones

En conclusión, Security Bax representa en este

momento una de las mejores alternativas en lo

que a sistemas para aclarar siniestros, registrar lo

sucedido dentro y fuera de las unidades, así

como localización de la unidad y potencialmente

hablando, la recuperación de la misma. No existe

en el mercado un sistema que ofrezca todas las

alternativas que si brinda el sistema Security

Bax.

En cuanto a costo/beneficio, el precio de

la Security Bax no tiene comparación tan solo

con la recuperación de la unidad y el deslinde de

responsabilidades, ya que en muchas ocasiones

el valor de la unidad es equiparable al valor de la

mercancía, y el poder quitar la sospecha de

involucramiento del chofer reducirá en mucho el

potencial de mas autorobos o complicidad de los

operadores.

Referencias

https://todoparaemprendedores.wordpress.com/

viabilidad-financiera/

http://www.todoautos.com.pe/f16/gps-

vehicular-y-personal-rastreo-satelital-

importante-equipos-desde-s-360-00-a-

112482.html

http://articulo.mercadolibre.com.mx/MLM-

550938780-rastreador-satelital-vehicular-gps-

camara-xa54-paro-motor-_JM

http://www.mcrit.com/index.php/es/proyectos/v

iabilidad-socioeconomica?start=15

http://www.todoautos.com.pe/f16/gps-

vehicular-y-personal-rastreo-satelital-

importante-equipos-desde-s-360-00-a-

112482.html

http://articulo.mercadolibre.com.mx/MLM-

550938780-rastreador-satelital-vehicular-gps-

camara-xa54-paro-motor-_JM

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ISSN 2523-6806





2017

http://www.mcrit.com/index.php/es/proyectos/v

iabilidad-socioeconomica?start=15

http://blog.laminasyaceros.com/blog/el-acero-

clasificaci%C3%B3n-segun-astm

https://www.astm.org/america_latina/sp/about.h

tml

http://acerosluchriher.mx/portfolio-posts/acero-

sae-1045/

http://clasificaciondeaceros.weebly.com/aceros-

resulfurados.html

http://www.construmatica.com/construpedia/Pr

opiedades_del_Acero_Aleado

http://www.cns.gob.mx/portalWebApp/appman

ager/portal/desk?_nfpb=true&_pageLabel=port

als_portal_page_m2p1p2&content_id=830068

&folderNode=830052&folderNode1=810277

http://www.enciclopediafinanciera.com/definici

on-costo-marginal.html

22


Análisis cinemático de la caja de velocidades de un torno para madera

REYNALDO-LEDESMA, Jaime†*, RAMOS-LÁZARO, Gabriela, GUANDULAY-ALCÁZAR,

Miguel Ángel y FERRER-ALMARÁZ, Miguel Ángel

Universidad Tecnológica del Suroeste de Guanajuato. Carretera Valle de Santiago - Huamimaro Km. 1.2, 20 de Noviembre,

38400 Valle de Santiago, Gto


Resumen

El proceso de torneado consiste en producir una forma cilíndrica

a partir de remoción de material por rotación de la pieza contra

un cortador con filo. Generalmente las piezas a trabajar se pueden

montar en uno o dos puntos, en un plato, en un mandril o con

boquillas de sujeción. Como parte de una investigación sobre un

torno fresador para trabajo de precisión con madera, se reportan

en este artículo algunos resultados obtenidos en lo que se refiere

al diseño de una transmisión de potencia para el torno, como

parte de un proyecto integral de diseño en la Universidad

Tecnológica del Suroeste de Guanajuato, con el propósito de

generar y transferir tecnología a microempresas locales que se

dedican a trabajos de carpintería y que requieren de equipo

especializado para producir formas cilíndricas, cónicas y en

espiral. En el presente trabajo se documentan los resultados de

un análisis cinemático, que se realizó con el objetivo de

determinar el tipo y combinación de componentes en una

transmisión de potencia eficiente, desplazamientos

longitudinales, velocidades de corte y de velocidades optimas de

rotación de los ejes de entrada y salida.

Torno, transmisión, análisis, cinemático.

Abstract

The turning process consists of producing a cylindrical shape

from a material rotating by rotating the workpiece against a sharp

cutter. Generally the pieces to work can be mounted in one or

two points, in a plate, in a mandril or with fixing nozzles. As part

of a research on a milling machine for precision work with wood,

this article reports some results obtained in the design of a power

transmission for the lathe, as part of an integrated design project

in the Technological University of Southwest of Guanajuato,

with the purpose of generating and transferring technology to

local microenterprises that work in carpentry and that require

specialized equipment to produce cylindrical, conical and spiral

forms. In the present work the results of a kinematic analysis

were documented, with the objective of determining the type and

combination of components in an efficient power transmission,

longitudinal displacements, cutting speeds and optimum rotation

speeds of the axes of input and output.

Lathe, transmission, analysis, kinematic

Citación: REYNALDO-LEDESMA, Jaime, RAMOS-LÁZARO, Gabriela, GUANDULAY-ALCÁZAR, Miguel Ángel y

FERRER-ALMARÁZ, Miguel Ángel. Análisis cinemático de la caja de velocidades de un torno para madera. Revista de

Operaciones Tecnológicas 2017. 1-3:22-28




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ISSN 2523-6806

ECORFAN® Todos los derechos reservados. REYNALDO-LEDESMA, Jaime, RAMOS-LÁZARO, Gabriela,

GUANDULAY-ALCÁZAR, Miguel Ángel y FERRER-ALMARÁZ, Miguel

Ángel. Análisis cinemático de la caja de velocidades de un torno para madera.


Introducción

Tratándose de trabajo en madera, tradicionalmente se

utiliza un torno simple en el que se pone a girar una

pieza montada en uno o dos puntos por los extremos.

Auxiliándose de un formón de metal se sujeta

manualmente sobre un apoyo y se desplaza de un

lado a otro para desbastar material y generar formas

cilíndricas libres, Figura 1. El éxito para conseguir la

forma deseada, depende en gran medida de la

destreza del operador, para el que en la mayoría de

las ocasiones no es tan importante la precisión que se

consigue al final.

Figura 1 Proceso de torneado manual.

Justificación

En un taller de carpintería pequeño-mediano

resulta complicado fabricar formas complejas

por torneado, muchas de las cuales se requieren

trabajar talladas a mano, lo que incrementa

considerablemente los tiempos de terminado y

costos de producción.

De manera adicional se sabe que los

prototipos que existen en el mercado abarcan dos

categorías: por un lado los que permiten el

trabajo de partes con buena precisión, aunque

todavía con un alto número de operaciones y

ajustes de parte del operador y los equipos de

CNC industriales que pueden fabricar piezas a

gran escala y con un alto nivel de repetitividad,

aunque con un alto costo de adquisición.

La mayoría de las investigaciones en esta

área están basadas en equipos industriales,

generalmente con postprocesadores de CNC de

mucho prestigio, por lo que se aprecia la

oportunidad de desarrollar equipos de baja gama

de trabajo, que permitan a personal de un taller

de carpintería fabricar componentes con buena

precisión y a bajo costo.

Problema

En el presente Proyecto de investigación se

contempla el diseño y fabricación de un

prototipo de torno fresador de control numérico

para su uso en talleres de carpintería pequeños,

sin escatimar en lo referente a repetitividad de

procesos y precisión. De manera adicional se

requiere que se puedan manipular algunos de los

parámetros de trabajo, de tal manera que se

puedan conseguir formas de alta complejidad

tales como espirales, conos, y en general

superficies irregulares de revolución.

Para tal efecto, se plantean como

requisitos iniciales, tomados de la experiencia de

personas que se dedican a este tipo de

actividades, los siguientes: que sea operado por

CNC, que utilice un Router eléctrico para

madera, con dos ejes de trabajo motorizados,

largo de bancada de 0.4 a 1.5 m, con relación de

transmisión variable y un volteo de 0.15 m.

Respecto de la transmisión variable, se

requiere el uso de una transmisión que permita

conseguir la gama de velocidades útil para la

fabricación de desbastes y espirales complejos,

considerando que una variación de 6 velocidades

puede ser óptima para este tipo de trabajos.

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ISSN 2523-6806





Objetivos

Objetivo General

Diseñar un torno para madera controlado por

CNC con el propósito de fabricar formas

cilíndricas, cónicas y en espiral con buena

precisión, repetitividad y de bajo costo.


Elegir una transmisión adecuada capaz de

transmitir movimiento rotatorio entre el eje de

entrada y el eje de salida.

Analizar y seleccionar los componentes

críticos de la transmisión de potencia desde el

punto de vista de la cinemática de partículas.

Marco Teórico

Como ya se comentó previamente en esta

tratado, la mayor parte de las investigaciones

reportadas sobre el tema, abordan situaciones

concretas de este tipo de dispositivos, y la mayor

parte de estas se centran en equipos industriales.

En un estudio realizado por Hurtado

(2014), se reportaron los resultados de una

investigación sobre un análisis cinemático en un

tren de engranes cilíndricos rectos, describiendo

una interface gráfica computacional que facilita

el ingreso de parámetros y la mejor visualización

de resultados en cuanto a diferentes relaciones

de transmisión que se pueden usar para hacer

más eficiente el flujo de potencia. Si bien es

cierto, no se enfoca en una aplicación concreta,

si permite estudiar de forma eficiente una

transmisión por medio de engranes.

Así mismo, Salgado (2004), reporta

resultados sobre el diseño de una transmisión

mecánica para realizar la división diferencial con

un amplio número de combinaciones entre dos

ejes y que se puede aplicar para su uso en

máquinas herramientas. En cambio, en Reyes

(2010), se documentaron hallazgos sobre un

análisis cinemático en un tren de engranes

pentaxial, haciendo referencia al estudio de un

sistema con dos ejes de entrada y un eje de salida

para sistemas de engranes planetarios, el cual es

un sistema muy usado en transmisiones

automáticas. Misma tendencia que reporta

Espina (2008) en su análisis entre la relación de

transmisión y rendimiento para trenes de

engranes planetarios.

También se han reportado resultados

sobresalientes en otros estudios referentes al

diseño y análisis de transmisiones con fines muy

específicos en lo que a tornos se refiere, tal es el

caso de Morera (2008) que informa sobre el

proyecto de diseño y construcción de un torno de

control numérico, en Londoño (2005) la

descripción del diseño y construcción de un

torno de control numérico, y Romero (2014) el

diseño y construcción de un torno para madera

con router incorporado. En estos últimos con el

firme propósito de documentar de forma muy

precisa el diseño y fabricación tanto de las

transmisiones, como de otros componentes y

sistemas.

En la gran mayoría de estudios se

observa el gran interés que existe por el diseño

de transmisiones de potencia tendientes a ser

más eficientes, mismo objetivo que se pretende

conseguir con este proyecto, bajo un enfoque

distinto.

25


ISSN 2523-6806






Para alcanzar los objetivos de la presente

investigación se planteó una metodología

sistemática y ordenada, la cual se describe a

continuación.


En este documento se reportan algunos

resultados sobre el proyecto en base a una

investigación del tipo aplicada, centrándose en

la selección de componentes mecánicos y su

análisis de movimiento con el propósito de

obtener sus dimensiones finales. Misma que fue

soportada por una fuerte investigación

documental respecto de los sistemas similares

que ya existen en el mercado para este mismo

fin.

También se puede afirmar, que de

acuerdo a su naturaleza es una investigación en

la que se pretende conseguir un resultado

tendiente a diseñar una solución concreta para

satisfacer una necesidad regional surgida dentro

de una actividad económica de bienes y

servicios.

Métodos Teóricos

La dinámica es la parte de la mecánica que se

refiere al estudio de los cuerpos en movimiento.

A saber, la dinámica se divide en dos ramas

importantes; la cinemática, la cual corresponde

al estudio de la geometría del movimiento y que

se utiliza para relacionar el desplazamiento, la

velocidad, la aceleración y el tiempo sin

referencia a la causa del movimiento, y por otro

lado la cinética, que es el estudio de la relación

que existe entre las fuerzas que actúan sobre un

cuerpo, su masa y el movimiento de este mismo.

(Beer y Johnston, 2013).

El análisis cinemático de componentes

mecánicos consiste en determinar básicamente

velocidades, aceleraciones, y desplazamientos

de salida, en función de estas mismas variables

de entrada.

Metodología de Desarrollo

En la propuesta inicial para el diseño y

fabricación de un torno para madera accionado

por control numérico se planteó el concepto

como el mostrado en la figura 2. En dicha figura

se ilustran los sistemas principales.

Figura 2 Concepto del torno CNC.

Como requisito indispensable de partida

para el diseño de la caja de cambios que fungirá

como enlace entre el eje de entrada y el eje de

salida se utilizará la velocidad de corte

permisible ideal para el corte de madera. En este

punto es ideal calcular el dato para maderas

duras, no solamente porque es el tipo de madera

más utilizado para el tipo de formas a fabricar,

sino también porque se puede tomar como un

dato límite, a partir del cual se puede tomar otra

velocidad hacia abajo sin el riesgo de daño a los

motores de accionamiento y sin poner en riesgo

el acabado fino que se requiere en la pieza de

trabajo.

Los datos de partida para el cálculo de la

velocidad de la herramienta de corte son:

Potencia en el motor para el corte 2.0 HP

(tomado de un router de mediana capacidad),

Torque de salida 12.44 lb-in (1.4 Nm), rpm del

eje de salida de 5000 a 24000.

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Mediante el uso del software GWizard

Machinist´s calculator® se obtuvo el siguiente

dato de 117.3 in/min como velocidad de corte

lineal y con 10000 rpm en el husillo del router,

para alcanzar esta velocidad de avance y

tomando como base el paso del tornillo de

entrada de 0.2 inch, se requiere en el servomotor

del eje de entrada una velocidad angular ɷe=587

rpm.

Posteriormente se realizó el diseño

conceptual para la transmisión, en donde se

eligieron combinaciones de engranes de dientes

rectos en base a requerimientos de velocidad y

relaciones de transmisión en el eje de salida.

Enseguida se muestra el diagrama

cinemático de la transmisión de velocidad

propuesta para hacer el enlace entre el eje de

entrada (servomotor longitudinal) y el de salida

(en la pieza de trabajo), a través de la caja de

cambios, Figura 3. Partiendo de esta figura, se

puede plantear la relación de transmisión para

cada una de las velocidades.

ni =𝑧𝑠1

𝑧𝑒1x

𝑧𝑠2

𝑧𝑒2𝑥

𝑧𝑠3

𝑧𝑒3𝑥 … 𝑥

𝑧𝑠𝑛

𝑧𝑒𝑛 (1)

Donde ni, representa la relación de

transmisión para la velocidad i y que puede

tomar valores desde el 1 hasta el 6, 𝑧𝑠1 es el

número de dientes del engrane de salida 1 y

𝑧𝑒1es el número de dientes del engrane de

entrada 1.

A su vez, la velocidad angular de salida

se puede determinar por la siguiente expresión.

𝜔si =𝜔𝑒𝑖

𝑛𝑖 (2)

Donde 𝜔si es la velocidad angular del eje

de salida para la velocidad i, 𝜔𝑒𝑖 es la velocidad

angular del eje de entrada para la velocidad i.

Figura 3 Diagrama cinemático de la transmisión para la

primera velocidad.

Resultados

Como resultados preliminares de esta

investigación se puede afirmar que producto del

análisis cinemático tanto de los componentes de

la transmisión, como de los accionamientos

principales (servomotores), se pudo obtener una

propuesta del diseño conceptual del torno,

Figura 4, así como el conjunto de

configuraciones de la caja de cambios que harán

posible obtener la geometría final deseada, y con

esto conseguir el funcionamiento adecuado de

las herramientas a las velocidades adecuadas

sobre la pieza de trabajo.

Figura 4 Ensamble general del torno CNC.

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ISSN 2523-6806





En la tabla 1 se indican los datos finales

por velocidad, desde la 1a a la 6ª, haciendo

énfasis en el dato del paso de la hélice en el eje

de salida, mismo que se incrementará desde un

valor de 1.6 pulgadas para la primera velocidad,

hasta uno de 9.6 pulgadas en la sexta velocidad.

Para todas y cada una de las velocidades

se podrá tener una velocidad lineal de la

herramienta de trabajo de 117.3 in/min, que fue

el valor calculado de acuerdo al material de

trabajo.

No

de

vel.

Rpm

entrad

a

Rpm

salida

Rela

ción

de

tran

smisi

ón.

Velocida

d de

avance

lineal del

router,

in/min

Paso de

la hélice

en la

entrada

, inch.

Paso de

la hélice

en la

salida,

inch.

6 586.5 12.21 48:1 117.3 0.2 9.6

5 586.5 18.32 32:1 117.3 0.2 6.4

4 586.5 24.43 24:1 117.3 0.2 4.8

3 586.5 36.65 16:1 117.3 0.2 3.2

2 586.5 48.87 12:1 117.3 0.2 2.4

1 586.5 73.31 8:1 117.3 0.2 1.6

Tabla 1 Resultados de velocidades y avances para la caja

de cambios.

De acuerdo a la relación de transmisión

de cada velocidad de la caja de cambios, se

obtuvieron los siguientes resultados en la salida.

La pieza de trabajo se apreciaría como en las

figuras de la tabla 2. Cabe mencionar que si se

modifica la velocidad del servomotor, no se

obtendrán variaciones en la longitud del paso de

salida de la pieza de trabajo. Solo se modificará

la velocidad lineal y por lo tanto se invertirá

menos tiempo de manufactura.

No

de

vel.

Espiral obtenido en la pieza Paso de

la hélice

en la

salida,

inch.

6

9.6

5

6.4

4

4.8

3

3.2

2

2.4

1

1.6

Tabla 2 Paso de espiral final en la pieza de trabajo

Conclusiones

En este trabajo se tomaron consideraciones

especiales en el análisis cinemático de los

componentes de una transmisión de engranes

rectos para un torno para madera controlado por

CNC. Poniendo especial atención en la

determinación de las relaciones de transmisión

óptimas para conseguir y cumplir velocidades de

corte en piezas de trabajo de madera.

Finalmente, de acuerdo a lo reportado en

este artículo y a los resultados de la ingeniería de

detalle, se considera que un torno construido

bajo estas especificaciones puede ser eficiente

para su operación en cuanto a combinaciones de

velocidades se refiere. Si se considera el rango

de velocidades posible de un servomotor con las

mismas características se podrán disminuir

tiempos de manufactura obteniendo los mismos

pasos en la pieza de trabajo, quedando pendiente

el diseño del sistema de control para el

posicionamiento.

28


ISSN 2523-6806





Para trabajos futuros y que antecedan a la

manufactura de los componentes del torno, resta

por diseñar el sistema de control e interface CNC

para el accionamiento de los servomotores.

Referencias

Hurtado, L. G.; Velasco, J.; Severian, N.; López,

L.; Sánchez, E. (2014). Diseño de una

herramienta didáctica computacional para

evaluar el comportamiento cinemático de un tren

de engranajes cilíndricos rectos. Revista

INGENIERÍA UC, Mayo-Agosto, 73-86.

Salgado, D.R., & González, A.G.. (2004).

Diseño de una Transmisión Mecánica para

Realizar la División Diferencial. Información

tecnológica, 15(5), 9-16.

https://dx.doi.org/10.4067/S0718-

07642004000500002.

Beer F. P.; Johnston E. R. Jr.; Cornwell P. J.

(2013). Mecánica vectorial para ingenieros:

Dinámica, McGraw-Hill, Séptima edición,

México.

Reyes S. R. (2010). Análisis cinemático de un

tren de engranes pentaxial (tesis de

pregrado). Instituto Politécnico Nacional,

México.

Espina M. M. R. (2008). Análisis entre la

relación de transmisión y rendimiento para

trenes de engranes planetarios (tesis de

pregrado). Universidad de San Carlos de

Guatemala, Guatemala.

Morera B. A. L.; Badilla C. C.; Mata C. M.;

Hasbum F. I. (2008). Diseño y construcción de

un torno de control numérico (Informe proyecto

de investigación). Instituto Tecnológico de

Costa Rica, Costa Rica.

Londoño O, N; León S, P; Álvarez D, J; Marín

Z, E; (2005). Descripción del diseño y

construcción de un torno de control numérico.

Ingeniería y Ciencia, septiembre, 41-51.

Romero H. F. D.; Sánchez R. M. A. (2014).

Diseño y construcción de un torno para madera

con router incorporado (Tesis de

grado). Escuela Superior Politécnica de

Chimborazo, Ecuador.

https://dx.doi.org/10.4067/S0718-07642004000500002

https://dx.doi.org/10.4067/S0718-07642004000500002

29


Reconocimiento de contorno en polea de giro libre bajo técnicas de iluminación

CANO-LARA, Miroslava†*, VERGARA-ESPARZA, Rosalia, JUÁREZ-RÍOS, Higinio y FONSECA-

GALLARDO, Ricardo

Instituto Tecnológico Superior de Irapuato. Carr. Irapuato - Silao, El Copal, 36821 Irapuato, Gto


Resumen

Se presenta el reconocimiento de contorno de una pieza

mecánica polea de giro libre de un alternador. La polea ha

sido expuesta a diferentes modos de iluminación para

obtener imágenes digitales. Las imágenes fueron tratadas

con procesamiento digital de imágenes y visión por

computadora. El resultado muestra la dependencia en el

método de iluminación para la obtención adecuada del

contorno de la pieza mecánica.

Técnicas de iluminación, detección de contorno,

procesamiento digital de imágenes.

Abstract

Presents mechanical part free spinning pulley of an

alternator contour recognition. The pulley has been

exposed to different lighting modes to obtain digital

images. The images were treated with digital image

processing and computer vision. The result shows

dependency on the lighting method to obtain the contour

of the mechanical part.

Lighting techniques, contour detection, images digital

processing

Citación: CANO-LARA, Miroslava, VERGARA-ESPARZA, Rosalia, JUÁREZ-RÍOS, Higinio y FONSECA-GALLARDO,

Ricardo. Reconocimiento de contorno en polea de giro libre bajo técnicas de iluminación. Revista de Operaciones

Tecnológicas 2017. 1-3:29-35




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ISSN 2523-6806


CANO-LARA, Miroslava, VERGARA-ESPARZA, Rosalia, JUÁREZ-RÍOS,

Higinio y FONSECA-GALLARDO, Ricardo. Reconocimiento de contorno en

polea de giro libre bajo técnicas de iluminación. Revista de Operaciones

Tecnológicas 2017

Introducción

En una pieza mecánica las propiedades

mecánicas y de materiales determinan sus

limitaciones en sus aplicaciones. Se requiere que

la pieza soporte ciertos esfuerzos estructurales,

resistencia al desgaste, fatiga o termofluencia las

cuales si son mal calibradas al momento de su

fabricación pueden provocar grietas, desgastes o

deformaciones en la pieza [1]. Lo cual conlleva

a grandes perdidas económicas en la industria

moderna al verse interrupido el proceso de

producción.

Existen diversas técnicas para la

supervisión y control de calidad de piezas como

los ensayos destructivos y no destructivos. En

particular, los ensayos no destructivos como la

interferometría, procesamiento de imágenes,

visión artificial e inteligencia artificial son las

metodologías mas empleadas en la industria para

reducir tiempo y costo en su producción[2-4].

Al aplicar técnicas de procesamiento

digital de imágenes mejoran y/o realzan

características inherentes de la imagen original,

por lo tanto estas técnicas se pueden utilizar para

obtener una mejor visualización de la imagen

original y obtener una mejor extracción de

características de una pieza mecánica [5]. El

procesamiento digital de imágenes proporciona

precisión en la manufactura, el monitoreo del

proceso, detección de contorno y forma,

representación 3D, reconstrucción

computacional de una pieza mecánica, entre

otros [6-7].

El objetivo del presente trabajo consistió

en utilizar técnicas de procesamiento digital de

imágenes para analizar la superficie de una polea

de giro libre e identificar su contorno y

geometría para detectar una posible falla en su

manufactura.

Marco Teórico

A partir de una imagen se pueden obtener una

serie de propiedades ya sean digitales o

analógicas como las enlistadas a continuación:

representación de la imagen, las dimensiones en

las que está compuesta al igual que su tamaño y

el de su lienzo, caracterización estocástica de la

imagen, la percepción de la luz, los fenómenos

visuales, una visión monocrómica, la visión del

color, la fotometría, la relación de colores, los

espacios de colores.

El análisis que se puede realizar en una

imágen digital se ha incrementado debido al

desarrollo tecnológico de las cámaras digitales y

el proceso de extracción de una imagen mediante

programación. La supervisión de la calidad de

una pieza mecánica se realiza empleando

procesamiento digital de imágenes, donde se

puede identificar diversos parámetros de interes

como el dimensionamiento, bordes, textura,

reconstrucción de pieza, entre otros [4,7].

Tratamiento digital de imágenes

Si bien, una imagen digital es una representación

gráfica de un objeto o forma, es un arreglo en 2D

de valores que representan intensidad luminosa.

La función de intensidad luminosa

bidimensional se representa por f(x,y), donde f es

el brillo en el punto (x,y), “x” y “y” representan

las coordenadas espaciales del pixel.

f = f(x,y) (1)

Cada región de la imagen es representada

por un punto o pixel, cuyo valor en nivel de gris

es de un conjunto finito de valores. La intensidad

luminosa se puede caracterizar por dos

componentes: la cantidad de luz incidente en la

escena visualizada (iluminación) y la cantidad de

luz reflejada por el objeto de la escena

(capacidad reflectora). De esta manera la ec. 1

puede ser representada como:

f(x,y)=i(x,y) × r(x,y)

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donde i(x,y) es la iluminacion, r(x,y) es la

reflectacia y f(x,y) es el producto de la

iluminación por la relectancia.

Para procesar una imagen se debe

discretizar espacialmente y en intensidad

luminosa. El muestreo de la imagen en la

coordenada espacial (x,y) y la digitalización de

la intensidad luminosa es la cuantificación del

tono de gris (imagen monocromática). En una

imagen cada región es representada por un punto

o píxel, cuyo valor en nivel de gris es de un

conjunto finito de valores.

El conjunto de valores es representado

por una matriz de m x n valores discretos que

corresponden a los tonos de gris de cada uno de

los píxeles obtenidos por el proceso de muestreo,

donde m es la fila y n la columna (ver fig. 1).

Figura 1 Representación matricial (mxn).

Los tipos de imágenes digitales son

binarias, escala de grises, a color y compleja.

Una imagen a color que es obtenida de la camara

fotográfica es representada de manera RGB (red,

green, blue) y está formada por tres números en

el rango de 0 a 255. Es decir, por un arreglo de

tres matrices cada una denotando la intensidad

de cada color [5-6]. Un pixel de una matriz de

una imagen en RGB se representa por:

I (M, N, P) (3)

Donde I es la imagen, M y N los valores

de la matriz y P el valor del color asignado de 1

para color rojo, 2 como color verde y 3 como

color azul.

En la fig. 2, se presentan 2 imágenes que

contienen 3 objetos de color verde, azul y rojo.

La primera imagen fue adquirida a color, la

segunda en escala de grises, donde se observa la

tonalidad que adquiere al procesarla en escala de

grises [8].

Figura 2 Imagen de piezas a color (izq.) Procesamiento de

imagen a escala de grises (der.)

Procesamiento de imagen

La visión computacional y el procesamiento de

imágenes son áreas muy ligadas. La primera

trata de obtener los atributos y descripciones

para tratar de interpretar la imagen

automaticamente. Analiza los datos que son

transferidos a la computadora para determinar,

analizar o generar características del entorno que

fue digitalizado en la imagen. La segunda hace

referencia al tratamiento de los datos obtenidos

de una matriz. Esta orientada a mejorar la calidad

de las imágenes para su posterior interpretación

[9].

Escena de procesamiento

Para realizar la inspección de calidad de la pieza

mecánica es necesario identificar su color, el

tamaño, la forma de los detalles, etc. A su vez,

es importante considerar los siguientes puntos:

Iluminación

Cámara fotográfica

Entorno

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Adquisición de imagen

Tratamiento de imagen

Para la iluminación de la escena se debe

de considerar las propiedades ópticas, la

estabilidad temporal, la respuesta espectral y la

uniformidad de luminosidad en la superficie.

Donde para adquirir una imagen, se debe de

contar con una iluminación óptima tal que

aumente el contraste entre el fondo y el objeto de

interés. La selección adecuada de iluminación es

importante para el procesamiento de imágen, y

de esta manera los algoritmos de procesamiento

pueden ser reducidos. En la escena, la falta de

homogeneidad en la intensidad luminosa puede

producir que una cierta cantidad de pixeles

aparezcan con bajo contraste.

En las técnicas de iluminación existen las

direccionales, difusas, a contra luz y

estructuradas, así como combinación de ellas

que dependen de cada caso específico. Al ser

adquirida la imagen, el tratamiento digital de la

imagen permite mejorar su calidad manteniendo

la realidad original. Se puede realizar

procesamiento de brillo, contraste, tono,

luminosidad, saturación, umbral, el cual puede

ser obtenido por medio de máscaras y filtros

digitales.


Material de estudio

Se empleó la pieza F-563248.01 polea de giro

libre de un alternador, la cual fue proporcionada

por la empresa Schaeffler Automotive

Aftermarket. La empresa Schaeffler al

inspeccionar sus piezas identificaron que si

existe algún daño pueden producir una falla en

el funcionamiento del mecanismo del embrague

de la polea, y no podrá suprimir las vibraciones

del sistema.

El interés de esta pieza radica en

identificar que no tenga fracturas o desgastes los

cuales implicarían un desacoplamiento al usar la

polea de giro libre. La fig. 3 muestra la polea del

alternador donde se observa la base, borde

superior y la rosca la cual contiene 5 canales.

Figura 3 Polea de giro libre de un alternador F-

563248.01.

Las imágenes que se obtengan de la pieza

mecánica contendrán variables de tipo discreto y

de carácter bidimensional.

Escena experimental

Se emplearon 4 escenas donde la iluminación de

la habitación fue controlada con lámparas

fluorescentes T-s Holophane de 127V (escena

con iluminación superior) o lámparas led de 3

diodos de 3.7V a 20mA (escena con iluminación

lateral). En la región de la detección de imágenes

digitales fue puesto un fondo negro, blanco o

naranja en la pieza mecánica, según la escena

empleada. Las condiciones de fondo e

iluminación elegidas en cada escenario fueron

para adquirir las imágenes con la propiedad de

presentar pocas irregularidades entre la pieza y

el fondo. Las imágenes fueron adquiridas con

una cámara digital Panasonic DMC-FH24 y

fueron procesadas en Matlab para obtener los

bordes de la pieza de interes.

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Resultados

La determinación de la forma y contorno de la

polea se obtiene por medio del procesamiento de

imágenes aplicando algoritmos matemáticos a

través de software. Las 4 escenas de iluminación

empleadas fueron:

Superior/fondo negro/ posición 1

Reflexión

Lateral

Superior/fondo naranja/ posición 2

Al adquirir la imagen se le realiza un

preprocesado para mejorar la calidad y se pasa a

segmentación donde se particiona la imagen en

áreas con técnicas de umbralización,

discontinuidades, uso del color, los cuales

pueden realizarse con procesamiento de

imágenes y algoritmos computacionales que

convierte la imagen digital inicial en otra de

mayor relevancia.

Procesamiento en Escena 1

Figura 4 Escena 1. Iluminación superior con posición de

pieza de frente.

a b

Figura 5 a). Imagen en negativo con iluminación de

lámparas fluorescentes. b). Imagen procesada con

presencia de saturación.

En esta escena, se iluminó la pieza de la

parte superior con lámparas fluorescentes (ver

fig. 4). La imagen tomada en forma de negativo

puede ser visualizada con mayor nitidez. Al

procesar la imagen se puede observar el perfil de

la figura con perdidas en los bordes debido a la

iluminación saturada.


Figura 6 Escena 2. Iluminación con reflexión.

a b

Figura 7 a). Imagen digital de pieza con defecto e

iluminada a 15º con lámpara led. b). Imagen procesada con

perdida del contorno de la pieza.

En la escena 2, (ver fig. 6) emplea

iluminación lateral con lámparas led a 15º. El

fondo negro consiguió que la iluminación fuera

constante, pero al procesar la imagen se presento

ruido que limitó obtener un contorno adecuado

de la pieza, ya que existe ruido en la parte

inferior.

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Figura 8 Escena 3. Iluminación lateral

a b

Figura 9 a). Imagen digital de pieza con iluminación de

lámparas led. b). Imagen procesada con perdida de región

de contorno.

En la fig. 8 se presenta la escena 3 donde

se emplea iluminación directa con las lámparas

led. Se utilizó una cortina de papel blanco sobre

las lámparas para disminuir la intensidad

lumínica. En la fig. 9 se observa que continua

con zonas brillantes y sombras, al procesar la

imagen de la pieza se pierden bordes en la región

que tiene exceso de brillo.


Figura 10 Escena 4. Iluminación superior con pieza en

posición lateral.

a b

Figura 11 a). Imagen digital de pieza con fondo naranja.

b). Imagen procesada con la presencia de los contornos

mejorados.

En la fig. 10, la escena emplea

iluminación superior con lámparas

fluorescentes. Se observa una nueva posición de

la pieza para mejorar la respuesta de la imagen

procesada. En la fig. 11 se presentan los

resultados obtenidos al emplear un fondo de

color naranja en la pieza.

Las pruebas experimentales constatan

que al emplear colores diferentes que la polea se

puede identificar el valor en intensidad del fondo

que será diferente al valor de intensidad de la

pieza. De esta manera es más sencillo modificar

los parámetros de los cuales esta conformada la

imagen digital.

La fig. 11 (a) al emplear el fondo naranja

(hoja doblada) y con la pieza a 5cm del fondo, el

borde de la base no esta presente y la sombra de

la pieza es menor, además muestra una

iluminación homogénea y el reflejo es

disminuido.

Conclusiones

En este trabajo se muestra que el procesamiento

de imágenes no solo depende del código usado y

de los filtros digitales, sino también de las

características físicas a las que son expuestos las

piezas. Las 4 escenas muestran que el factor de

iluminación aporta una dependencia importante

en el procesamiento de la imagen digital.

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Por último de observó que la escena 4 fue

la que mostró los contornos de la polea de giro

libre con mejor calidad, esta técnica es adecuada

para implementarla en el control de calidad de

piezas mecánicas.

Agradecimientos

Este proyecto fue realizado con el apoyo

Schaeffler Automotive Aftermarket Mexico S.

de R.L. de C.V.

Referencias

Hibbeler, R. C. Mecánica de materiales. Pearson

Educación, 2006.

Jaume Tort Guzmán, Adquisición y procesado

de imágenes para el control de calidad en piezas

de mecanizado, Universitat Politècnica de

Catalunya. 2007.

IES-SEP, La Garrotxa. Visión Artificial,

Aplicación práctica de la visión artificial en el

control de procesos industriales. 2012.

Giraldo Montero C. Dimensionamiento de

piezas usando el sistema de visión de la celda de

manufactura flexible en la facultad de ing.

mecánica. Universidad Tecnológica de Pereira.

2007.

Pratt William K. Digital Image Processing.

Third Edition. John Wiley & Sons, 2001.

Parker J.R., Algorithms for Image Processing

and Computer Vision. Wiley & Sons,1997.

Jaramillo G.E., Branch Bedoya J.E. DORIS:

Sistema para la recuperación de imágenes de

piezas mecánicas y de automoción utilizando

descriptores de textura. Revista Avances en

sistemas e informatica Vol. 5. 2008.

Rey Arias C. A. Diseño e implementación de un

sistema integrado de clasif y control de calidad

utilizando un manipulador tipo delta y mano

robótica antropomórfica. 2014.

R.C. González, R.E. Woods. Digital Image

Processing. Pearson Prentice Hall, 2008.

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Diseño del proceso de elaboración de jamón de carne de bagre de canal (Ictalurus

punctatus) y determinación de la vida de Anaquel

DIEGO-ESTUDILLO, Oscar†*, PÉREZ-NAVA, Raymundo, CID-ORTEGA, Sandro y ABRAHAM,

Misael

Universidad Tecnológica de Izúcar de Matamoros. Prolongación Reforma 168, Santiago Mihuacán, 74420 Izúcar de

Matamoros, Pue


Resumen

El objetivo fue diseñar el proceso para elaborar jamón bagre de

canal (Ictalurus punctatus). Desarrollando diferentes

formulaciones modificando ingredientes, las cuales se evaluaron

mediante escala hedónica estructurada para obtener la de mayor

aceptación del consumidor. El producto se evaluó de acuerdo a

propiedades fisicoquímicas (pH, acidez titulable y actividad de

agua), microbiológicas (Mesófilos aerobios, mohos y levaduras

y coliformes totales) y sensoriales (color, olor y textura). La vida

de anaquel del producto se evaluó de acuerdo al modelo de

Arrhenius y mediante estimación de diferentes atributos (color,

olor y textura). Se diseñó el diagrama y el proceso para la

elaboración de jamón de bagre. El jamón presento un pH, acidez

titulable y actividad agua de 6.83, 0.126%, 0.9650,

respectivamente. La inocuidad del producto presentó valores

microbiológicos de <100 UFC/g para mohos, levaduras y

mesófilos aerobios y negativo para coliformes totales. La vida

útil del producto es de tres semanas aproximadamente. En

conclusión, la mejor formulación es: 1% de carragenina, 5% de

APS, 47.9% de bagre y 20% de cerdo. Con el proceso diseñado

para la obtención de jamón de bagre se obtiene un rendimiento

del 40% aproximadamente.

Jamón de bagre, diseño del proceso, vida útil.

Abstract

The objective of this work was to design the process for the

production of catfish meat ham (Ictalurus punctatus). Different

formulations were made to which the amounts of carrageenan, 1

and 1.5%, soy protein isolate, 5 and 10%, catfish meat, 47.9 and

57.9%, and 10% and 20% pork were modified. The formulations

were evaluated using a structured hedonic scale to obtain the

best. The product was evaluated according to its

physicochemical properties (pH, titratable acidity and water

activity), microbiological (aerobic mesophiles, molds and yeasts

and total coliforms) and sensory (color, odor and texture). The

shelf life of the product was made according to the Arrhenius

model and by the evaluation of different attributes (color, odor

and texture). The diagram and the process for the elaboration of

catfish ham were designed. The ham presented a pH, titratable

acidity and water activity of 6.83, 0.126%, 0.9650, respectively.

The safety of the product presented microbiological values of

<100 CFU / g for molds, yeasts and mesophiles aerobic and

negative for total coliforms. The shelf life of the product is

approximately three weeks. In conclusion, the best formulation

is 1% carrageenan, 5% soy protein isolate, 47.9% catfish meat

and 20% pork. With the process designed to obtain catfish meat

ham yields a yield of approximately 40%.

Catfish ham, process design, shelf life

Citación: DIEGO-ESTUDILLO, Oscar, PÉREZ-NAVA, Raymundo, CID-ORTEGA, Sandro y ABRAHAM, Misael. Diseño

del proceso de elaboración de jamón de carne de bagre de canal (Ictalurus punctatus) y determinación de la vida de Anaquel. Revista de Operaciones Tecnológicas 2017. 1-3:36-47




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DIEGO-ESTUDILLO, Oscar, PÉREZ-NAVA, Raymundo, CID-ORTEGA,

Sandro y ABRAHAM, Misael. Diseño del proceso de elaboración de jamón de

carne de bagre de canal (Ictalurus punctatus) y determinación de la vida de

Anaquel. Revista de Operaciones Tecnológicas 2017

Introducción

El jamón es uno de los productos más

consumidos en nuestro país, siendo el deleite de

los niños y un alimento muy versátil para los

adultos. Combinable de mil maneras distintas, el

jamón cocido, también conocido como el jamón

York, es uno de los alimentos más usados, por su

sabor suave, su textura, su fácil digestión y por

lo bien que sirve de complemento con ensaladas

u otros alimentos de sabor más fuerte. Es un

fiambre cocido, derivado cárnico del cerdo.

Suele estar formado por una única pieza o

bloque, compuesto de carne picada de magro y

grasa animal al que se le inyecta sal en gran

cantidad a través de un proceso conocido como

“inyección”. Entre las variedades,

comercialmente podemos encontrar la categoría

Extra, que suele ir en etiqueta roja, o la categoría

Primera, en etiqueta verde. Su versión de menor

calidad es el ‘fiambre de jamón’, que puede

contener más azúcares, almidones y proteínas

vegetales, que no suelen ser admitidos

reglamentariamente en el jamón cocido

tradicional (Arís, 2011).

El curado de la carne se define como la

adición de sal y otras sustancias a la carne con el

fin de preservarla. Originalmente solo se

agregaba sal, pero a medida que esta tecnología

se desarrolló comenzaron a añadirse otras

sustancias como azúcar, especias nitrito y nitrato

de sodio. En general, la mezcla de sales se puede

añadir a la carne de forma seca (frotándola sobre

la superficie de la carne que se va a curar) o en

forma de solución (inyectándola en la pieza de

carne y posteriormente masajeando o golpeando

al material). En la mezcla de curado se usan

nitritos de potasio y de sodio. La función de éstos

es múltiple: desarrollan un color característico al

formar nitrosilmioglobina, actúan como agentes

inhibidores del crecimiento microbiano y

contribuyen a mejorar el sabor y la textura

(Guerrero y Arteaga, 2001).

El bagre es un alimento proteínico y

delicioso que brinda variedad a tus comidas; a

los que han comido bagre desde hace años, no

les sorprende la creciente popularidad de este

pescado. El sabor suave del bagre es tal que se

adapta bien a muchas recetas. Es posible a

menudo usarlo en recetas para otros pescados, o

para aves, carne de puerco y de res; agregarlo a

tu dieta no sólo da variedad sino también ofrece

una alternativa saludable con poca grasa. Su bajo

contenido de sodio es muy importante para los

que comen una dieta con poca sal o los que

quieren evitar o reducir la alta presión sanguínea.

El bagre contiene calcio, hierro y otros minerales

importantes para la buena salud y se come y

digiere fácilmente. Además de disfrutar el sabor

del bagre, se aprovecha una extensa variedad de

beneficios para tu salud; su proteína ayuda a la

reparación de los tejidos del cuerpo, por eso,

incluirlo en la dieta diaria, aumenta el beneficio

vitamínico y las grasas saludables. Con el

objetivo de diversificar los productos a partir de

bagre se desarrolló el proceso para la

elaboración de jamón de carne de bagre de canal

(Ictalurus punctatus) (CONAPESCA, 2016).

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Justificación

Debido a la alta producción y a las escasas

maneras de comercialización del bagre, así como

la baja comercialización de esta especie en el

mercado debido al rechazo que tiene por la

apariencia del pescado, se tiene la necesidad de

desarrollar nuevos productos a base de carne de

bagre, diversificando los productos e

incrementando las maneras de comercialización

para este tipo de pescado, para así aumentar las

ventas de esta especie además de darle un valor

agregado al pescado ofreciendo un mayor

aprovechamiento para los productores de bagre

de la región, por tal motivo se plantea el

desarrollo de jamón a partir de carne de bagre de

canal (Ictalurus punctatus) el cual es una nueva

forma de comercializar el pescado trayendo

consigo diversos beneficios a la salud del

consumidor además de ser un producto nuevo e

innovador.

Objetivos

Objetivo General

Diseñar el proceso de elaboración de jamón a

partir de carne de bagre de canal (Ictalurus

punctatus).


Determinar la formulación más adecuada

para la obtención de jamón de carne de

bagre de canal (Ictalurus punctatus)

Diseñar el proceso de elaboración del

producto.

Realizar los análisis fisicoquímicos y

microbiológicos al producto terminado.

Realizar el análisis de vida de anaquel

del producto elaborado.

Marco Teórico

Antecedentes de la actividad acuícola

En 1972 iniciaron los primeros estudios sobre el

cultivo del bagre de canal en México en el

instituto tecnológico y de Estudios Superiores en

Monterrey. En 1973 se realizó el cultivo de esta

especie en una unidad de producción acuícola

privada del Rosario, Sinaloa. En 1976 se

introdujo el bagre en la presa “La Boquilla”,

Chihuahua. Posteriormente, se distribuyó en casi

todas las entidades federativas de la República

Mexicana, principalmente en sitios con climas

tropicales y subtropicales con altitudes de 500 a

1500 msnm (metros sobre el nivel del mar),

debido a su gran potencial comercial, rápido

crecimiento y alta resistencia a condiciones

ambientales adversas. En México, esta especie

se cultiva principalmente en los estados de

Michoacán, guerrero, y Tamaulipas, a través de

estanques rústicos o en jaulas flotantes en

embalses (SAGARPA, 2012).

Generalidades del bagre de canal

(Ictalurus punctatus)

El bagre de Canal pertenece a la familia

Ictaluridae del orden de los siluriformes. Su

cuerpo no está cubierto de escamas, tiene forma

aplanada dorso-ventral y es de color azul-olivo

en el dorso, plateado en los costados y blanco en

el vientre (Figura 1). La cabeza presenta ocho

barbas, dos nasales, dos maxilares y otras cuatro

en la barbilla. Estas barbas tienen en su

superficie una serie de sensores gustativos con

los cuales barren los fondos barrosos de los ríos

para buscar su alimento. Pueden alcanzar

tamaños de hasta 160 cm para algunas especies.

Los adultos se reproducen por primera vez a los

2-3 años de edad (Torres, 2013).

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Figura 1 Bagre de canal (Somma, 2009).

El desove en la naturaleza ocurre en la

primavera, comenzando alrededor de marzo en

la parte sur de la distribución geográfica y más

tarde en la medida que aumenta la latitud. Los

huevos son depositados a menudo bajo troncos

caídos o en algún tipo de depresión natural. Los

huevos son puestos en una masa adhesiva. Las

hembras de 0.5-1.8 kg producen un promedio de

8 800 huevos/kg de peso corporal, con hembras

más grandes produciendo un promedio de 6 600

huevos/kg. Una vez que los huevos son puestos

y fertilizados, el macho persigue y expulsa a la

hembra del área del nido y atiende los huevos

ventilando la masa con sus aletas para mantener

agua oxigenada moviéndose sobre ellos.

Dependiendo de la temperatura, los huevos

eclosionarán dentro de 5-10 días y el macho

continuará protegiendo por varios días a las

larvas con saco hasta que los sacos vitelinos son

absorbidos y las crías son capaces de nadar

alrededor en busca de alimento. Los bagres son

conocidos como omnívoros oportunistas dado

que ellos se alimentarán de una amplia variedad

de material vegetal y animal; esto es,

virtualmente de cualquier cosa que esté

disponible (FAO, 2016).

Atención al cultivo

Es recomendable durante el proceso de engorda

proporcionar al cultivo los siguientes cuidados

(SEDAGRO, 2007):

• Seleccionar a los peces por tallas para

evitar el canibalismo proporcionando

adecuadamente la ración alimenticia.

• Emplear un tamaño de alimento

adecuado a la talla de los peces, almacenando el

alimento en un lugar seco y ventilado.

• Mantener estricta limpieza del equipo, artes de

pesca y estanquería.

• Vigilar que el flujo de agua sea

constante y adecuado.

• Llevar una carpeta técnica con los datos

de las actividades cotidianas y registro de los

organismos.

Condiciones para el cultivo

Según la secretaria de desarrollo agropecuario el

bagre de canal (Ictalurus punctatus) se adapta a

diferentes ambientes, es de fácil manejo y

presenta excelente crecimiento, para cultivo es

importante que las características del agua se

mantengan dentro de los rangos que se

establecen en la Tabla 1.

Tabla 1 Condiciones para el cultivo de bagre de canal

(SEDAGRO, 2007).

Producción mundial y nacional de bagre de

canal (Ictalurus punctatus)

El bagre de canal ha sido introducido en Europa,

Federación de Rusia, Cuba y porciones de

Latinoamérica, el principal interés en muchos

países donde el pez ha sido introducido parece

ser la pesca recreativa. A nivel mundial la

producción del bagre de canal (Ictalurus

punctatus) es de 390,020 toneladas en el 2010

como se muestra en la figura 2 (FAO, 2016).

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Figura 2 Producción mundial de bagre de canal en

toneladas (FAO, 2016).

Actualmente, en México existen granjas

de cultivo de bagre en los estados de Chihuahua,

Sinaloa, Coahuila, Jalisco, Nuevo León,

Tamaulipas, San Luis Potosí, Guanajuato,

Michoacán, Guerrero, Puebla, Hidalgo y Estado

de México, con una producción anual de

1543.64 toneladas, de las cuales 36.65 toneladas

son producidas en el estado de Puebla

(CONAPESCA, 2014).

Beneficios y composición química de la carne

El bagre es una especie altamente apreciada en

el mercado por su carne blanca, de agradable

sabor y consistencia. Además, su carne tiene un

alto contenido de proteínas y bajo en calorías,

contiene calcio, hierro y poco sodio. Esta especie

es una alternativa para el déficit nutricional

presente en la población, ya que 250 g

proporcionan el 85% de las proteínas requeridas

por los niños y el 65% en los adolescentes

(CONAPESCA, 2011).

El bagre es bajo en calorías y en grasa

una porción de 3 onzas de bagre presenta 122

calorías y 6.1 gramos de grasa. Este pescado

contiene ácidos grasos saludables, comer bagre

es una manera sabrosa de aumentar tu ingesta de

ácidos grasos omega 3 y ácidos grasos omega 6.

Una porción de este pescado proporciona 220

mg de ácidos grasos omega 3 y 875 mg de ácidos

grasos omega 6 (CONAPESCA, 2011).

Al consumir una porción de bagre tienes

el 40% de la ingesta diaria recomendada de

vitamina B-12.

La vitamina B-12 es fundamental para

ayudar a tu cuerpo en la descomposición de los

alimentos que consumes en energía utilizable,

pero esta vitamina tiene otras funciones. Sin

suficiente vitamina B-12 en tu dieta, el cuerpo

puede sufrir la pérdida temporal y completa de

la sensibilidad y del movimiento, comúnmente

conocida como letargia (Wolf, 2013).

Jamón tradicional

Se caracteriza por ser un producto nutritivo,

sabroso, de mejor y más larga conservación que

la materia prima de la cual procede.

Comercialmente existen además del jamón

cocido de pierna otros productos semejantes en

su proceso de elaboración y utilizan espaldillas

y lomos de cerdo, músculos maceteros, recortes

con un 30% de grasa aproximadamente.

Asimismo, se utilizan sucedáneos del tipo de

almidones de trigo, maíz, tapioca y proteína de

soya (Bedolla et al., 2004).

Variedades del jamón cocido

Haciendo una lista, podemos decir que el jamón

cocido (el de York, también conocido como

'jamón dulce' en algunas zonas de España)

procede de las extremidades posteriores del

cerdo, y es salado, cocido y deshuesado. El

contenido en grasa es un 20% más bajo que el

del jamón de procedencia. Se distinguen dos

categorías en función de la calidad de la carne:

Extra y Primera. El contenido en sal es más bajo

que en el jamón natural (Arís, 2011).

El conocido como ‘fiambre de jamón’, de

peor calidad, procede de las patas traseras y su

contenido en proteínas de carne es inferior al

jamón cocido, pero, por otra parte, permite

añadir proteínas vegetales. En el norte de la

península ibérica (en realidad, actualmente en

toda la península) es muy popular el ‘lacón’, que

es un cocido sin deshuesar con un sabor más

fuerte y que suele servirse con especias.

41


ISSN 2523-6806






La paleta cocida, por su parte, procede de

las extremidades anteriores del cerdo. Es de

inferior calidad comercial que el jamón cocido y

es más barato. Finalmente, el ‘fiambre de paleta’

es una paleta de segunda categoría que procede

también de delanteras, pero el contenido en

proteínas de la carne es aún inferior, dado que al

igual que en el fiambre de jamón se permiten

otras proteínas, almidón y azúcares con los

mismos fines, aunque la calidad comercial y

nutritiva sea muy inferior (Arís, 2011).

Efectos de las sales de curación

En el curado de la carne con salmuera el

intercambio de agua y sal se produce por simple

osmosis a través del sarcolema que adopta el

papel de membrana semipermeable. El agua de

líquido celular tiende a atravesar la membrana en

sentido inverso hasta que la igualdad de las

concentraciones salinas se realiza de una parte y

otra. Los agentes que modifican la velocidad de

penetración de la sal son la temperatura, la

concentración de salmuera exterior y la sal en el

interior de la pierna. Si la concentración de la sal

esta de 2 a 5% el agua permanece fuertemente

ligada a los constituyentes proteicos a los cuales

hincha (Bedolla et al., 2004).


Obtención de materia prima

El bagre (Ictalurus punctatus) fue adquirido en la granja acuícola El Oasis ubicada en el Municipio de Chietla, Puebla. La se encuentra

regulada y monitoreada por SAGARPA y CONAPESCA.

Obtención del jamón de carne de bagre de

canal (Ictalurus punctatus)

Para la obtención del jamón de carne de bagre es

necesario primeramente eviscerar el pescado,

filetearlo y desollarlo para obtención de la carne,

posteriormente se preparó la salmuera y se dejó curar durante un día, después la carne se

introduce en el molde y se somete a cocimiento

en agua hirviendo durante una hora, una vez

cocido fue desmoldado y empacado al alto vacío,

el diagrama del proceso se muestra en la figura

7.

Análisis fisicoquímicos

pH

Se utilizó el potenciómetro CONDUCTRONIC

modelo pH 120. Para la determinación de pH se

calibro el potenciómetro a 2 puntos con las

soluciones reguladoras de pH 4 y 7,

posteriormente se tomaron 10 gramos de

muestra finamente picada a una temperatura de

20°C ± 0.5°C, se sumergió el electrodo en la

muestra y se tomó la lectura de pH siguiendo la

normatividad mexicana (NMX-F-317-S-1978).

Acidez titulable (SEP, 1997)

Se tomaron 10 gramos de muestra finamente

picada, se colocaron en un matraz volumétrico

de 100 ml. Se añadió agua destilada a 40°C,

previamente hervida, hasta aforar los 100 ml. Se

agito vigorosamente, se filtró la solución y con

una pipeta se tomo una alícuota de 25 ml del

filtrado. Para la titulación se preparó una

solución de NaOH al 0.1 N, a la cual se le

verificó su concentración utilizando biftalato de

potasio, este se molió finamente y se dejó secar

durante 2 h a 120°C.

42


ISSN 2523-6806






Se pesó por triplicado 1.5 g de biftalato

de potasio seco y se disolvió en 75 ml de agua

destilada libre de CO2, se le agregaron 2 gotas

de fenolftaleína y se tituló con la solución de

NaOH. Para calcular la normalidad se utilizó la

siguiente formula:

𝑁𝑜𝑟𝑚𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 =𝐴

𝐵 ∗ 0.2042

Dónde:

A= Peso d biftalato de potasio, en

gramos.

B= Volumen en Ml de hidróxido de sodio

utilizados para titular el biftalato de potasio.

0.2042= Miliequivalentes de biftalato de

potasio.

Una vez que se obtuvo la normalidad del

hidróxido se procedió a realizar la titulación de

la muestra a la cual se le agregaron 4 gotas de

fenolftaleína, se tituló con la solución de NaOH

al 1N, se tomó la lectura de la bureta y se

realizaron los cálculos utilizando la siguiente

formula:

% 𝑑𝑒 𝑎𝑐𝑖𝑑𝑒𝑧 = 𝐴 ∗ 𝐵 ∗ 𝐶

𝐷∗ 100

Dónde:

A= Cantidad en mililitros de NaOH

usados.

B= Normalidad del hidróxido de sodio

usado.

C= Peso equivalente expresado en

gramos del ácido predominante en el producto.

D= Peso de la muestra en miligramos.

Determinación de actividad de agua (Decagon

devices, 2009)

Se utilizó el equipo AQUA-LAB modelo 4TE.

Para realizar la determinación del jamón el

equipo se calibro con las siguientes soluciones

estándar:

NaCl (aw = 0.76±0.003)

LiCL (aw = 0.50±0.003)

A una temperatura controlada de

25±0.2°C. Posteriormente se tomó la muestra

suficiente, previamente picada, esta se colocó en

las capsulas de tal manera que cubriera la

superficie y se procedió a realizar la lectura, la

determinación se realizó por duplicado.

Análisis microbiológicos

El análisis microbiológico del producto se

realizó mediante aplicación de las Normas

Oficiales Mexicanas:

Mesófilos aerobios, NOM-092-SSA1-

1994.

Coliformes totales, NOM-113-SSA1-

1994.

Mohos y levaduras, NOM-111-SSA1-

1994.

Análisis estadístico

Los resultados de las evaluaciones sensoriales se

evaluaron mediante un análisis de varianza de un

factor (ANOVA), con un nivel de confianza del

95%, utilizando el software MINITAB. Versión

17-2013.

43


ISSN 2523-6806






Estimación para la vida de anaquel del

producto (Salinas et al., 2007)

En el análisis de vida de anaquel el producto se

almacenó a 2 diferentes temperaturas,

temperatura ambiente (30°C ±1) y temperatura

de refrigeración (4°C ±1), para llevar a cabo este

análisis se tomaron en cuenta parámetros

fisicoquímicos (actividad de agua, acidez y pH),

microbiológicos (Mohos y levaduras,

Coliformes totales y Mesófilos aerobios), y

características sensoriales los cuales fueron

analizando cada semana esto con el fin de

monitorear el deterioro del producto y

determinar hasta qué punto este puede ser

consumido y no provoque ningún tipo de daño al

consumidor. De la misma manera se realizó el

análisis sensorial del producto. Se utilizó el

modelo de Arrhenius para hacer los cálculos y

obtenerde esa manera la vida de anaquel del

jamón. A los datos del análisis sensorial se les

asigno una escala edonica y se determinó que el

límite para determinar que el producto está en

buenas condiciones es a los 3 puntos,

posteriormente con la escala asignada se

graficaron los resultados.

Resultados

Al comenzar el desarrollo del producto se

realizaron diferentes formulaciones a base carne

de bagre, las cuales presentaban el problema de

la falta de cohesividad y por lo tanto se obtenía

un producto sin consistencia como se puede

observar en la figura 3.

Figura 3 Primeras formulaciones de jamón.

Posteriormente se desarrollaron dos

formulaciones más con una mezcla de carne de

pescado y carne de cerdo, con estas

formulaciones se obtiene un producto con la

consistencia similar a la de los jamones

comerciales, estas formulaciones se sometieron

a un análisis sensorial para determinar la de

mayor aceptación por el público. En la tabla 2 se

muestran las formulaciones que se evaluaron de

acuerdo al análisis sensorial, los resultados de

estas encuestas no tuvieron una diferencia

significativa, como se puede observar en la

figura 4, por lo que la formulación correcta se

eligió en base a los comentarios de los

encuestados y al criterio del autor.

FORMU-

LACIÓN CANTIDAD (%)

Cerdo Bagre APS

Carra-

genina

7 10 57.9 10 1.5

8 20 47.9 5 1.0

Tabla 2 Formulaciones evaluadas.

Figura 4 Resultados de encuestas de aceptación.

Una vez obtenida la formulación con

mayor aceptación se diseñó el proceso para la

obtención de jamón de bagre el cual se muestra

en la figura 5.

Formulación 8Formulacion 7

8.1

8.0

7.9

7.8

7.7

7.6

7.5

7.4

7.3

Dato

s

Gráfica de intervalos de Formulacion , Formulación 95% IC para la media

La desviación estándar agrupada se utilizó para calcular los intervalos.

44


ISSN 2523-6806






Figura 5 Diagrama del proceso

Análisis fisicoquímicos

Los resultados de los análisis fisicoquímicos del

producto terminado se muestran en la tabla 3.

Especificaciones Resultado

pH 6.83

% de acidez 0.126

aw 0.965

Tabla 3 Resultados de análisis fisicoquímicos.

La acidez del producto se determinó

debido a que es un parámetro que influye en la

aceptación del consumidor, además de ser un

parámetro de calidad ya que como es sabido los

productos cárnicos son de una acides

relativamente baja, excepto por algunos

productos los cuales se someten a una

acidificación como método de conservación.

Como se puede observar el producto tiene un pH

muy cercano al neutro debido a que el producto

presenta una acidez baja.

La actividad de agua muy alta ya que es

un producto cárnico, sin embargo, las sales e

ingredientes utilizados en la salmuera se

encargan de que el agua disponible en el jamón

sea baja ya que actúan como solutos

disminuyendo así el agua disponible en el

producto, dándole así mayor vida de anaquel.

Análisis microbiológicos

Los resultados de los análisis microbiológicos

se pueden observar en la tabla 4.

Resultado

(UFC/g)

Mesófilos aerobios <100

Hongos y Levaduras <100

Coliformes totales Negativo Tabla 4 Resultados de análisis microbiológicos.

Con los resultados obtenidos de los

análisis se determinó que el producto es inocuo

y apto para consumo humano ya que

microbiológicamente no presenta ningún tipo de

peligro para el consumidor.

Estos análisis, fisicoquímicos y

microbiológicos, se realizarón con referencia a

la NOM-242-SSA1-2009. Productos de la pesca

frescos, refrigerados, congelados y procesados.

Especificaciones sanitarias y métodos de prueba,

y a los resultados de los análisis se especificaron

los límites mínimos y máximos para el producto

terminado, los resultados se pueden observar en

las tablas 5 y 6:

Mínimo Máximo

pH 6 7

% Acidez (ác.

Láctico) 0.1 0.3

Actividad de

agua 0.95 0.99 Tabla 5 Limites fisicoquímicos establecidos.

45


ISSN 2523-6806






Resultado

(UFC/g)

Mesófilos aerobios 250

Hongos y Levaduras 10

Coliformes totales <250 Tabla 6. Límites microbiológicos establecidos.

Vida de anaquel

En la figura 6 podemos observar los resultados

del análisis microbiológico el cual presentaba

una tendencia significativa sin embargo no se

ajustan correctamente al modelo de Arrhenius,

por tal motivo se tuvo que descartar como opción

para la determinación de vida útil del jamón.

Figura 6 Modelación para vida de anaquel.

En la figura 7 se muestran los resultados

graficados del análisis del pH los cuales

presentan una tendencia significativa y se

ajustan al modelo de Arrhenius, pero el cambio

que se presenta en el producto por la variación

del pH no es tan perceptible ya que la variación

es mínima, por tal motivo los datos fueron

descartados para la determinar la vida que tiene

el jamón en anaquel.

Figura 7 Modelación con resultados fisicoquímicos.

Por tal motivo se tomaron en cuenta los

datos del análisis sensorial a los cuales se les

asigno una escala de calificación. Dicha escala

asignada se muestra en la tabla 6.

ESCALA DE CALIFICACIÓN

Muy bueno 5 ptos.

Bueno 4 ptos.

Regular 3 ptos.

Malo 2 ptos.

Muy malo 1 pto. Tabla 6 Escala establecida para evaluar la vida de anaquel.

Con la ayuda de la escala establecida se

graficaron los datos y como resultado se obtuvo

la figura 8.

Figura 8 Resultados del análisis sensorial.

46


ISSN 2523-6806






En la cual podemos observar que en la

tercera semana el producto comienza a rebasar el

límite inferior por lo cual que este comienza a

degradarse y mostrar cambios significativos en

el aspecto del jamón por lo que el tiempo que

dura en anaquel es de tres semanas ya que en ese

tiempo no presenta cambios significativos.

Conclusiones

1. Se desarrolló el proceso para la elaboración de

jamón de carne de bagre de canal (Ictalurus

punctatus), con el cual se obtiene un rendimiento

del 40% aproximadamente.

2. Se obtuvo la formulación correcta para

la elaboración del producto la cual se analizó

fisicoquímica y microbiológicamente

obteniendo un producto inocuo y apto para

consumo.

3. La formulación elegida para la

elaboración de jamón de pescado, tiene una

mezcla de carne de pescado y cerdo, ya que con

la carne de cerdo se obtiene una mayor

cohesividad en el producto final.

4. De acuerdo a los análisis

fisicoquímicos y microbiológicos realizados se

determinaron los límites máximos y mínimos

para estos dos parámetros.

5. Se determinó que la vida de anaquel

del producto es de tres semanas

aproximadamente almacenado una temperatura

de refrigeración (4-8°C).

Referencias

Guerrero, I., Arteaga, M. R. 2001. Tecnología de

carnes elaboración y preservación de productos

cárnicos. Editorial Trillas S.A. de C.V. México,

D.F. pp. 65.

SEP (Secretaria de Educación Pública). 1997.

Manuales para la educación agropecuaria:

control de calidad productos agropecuarios.

Trillas S.A. de C.V. México, D.F. pp57-60.

Bedolla, S., Dueñas, C. y Esquivel, I. 2004.

Introducción a la tecnología de alimentos.

Segunda edición. Editorial Limusa S.A de C.V.

México, D.F. pp. 74.

https://books.google.com.mx/books?isbn=9681

863682.

Salinas, R., Gonzales, G., Pirovani, M. y Ulín, F.

2007. Modelación del deterioro de productos

vegetales frescos cortados. Universidad y

ciencia, trópico Húmedo. 8: 188-191.

NOM-092-SSA1-1994, bienes y servicios.

Método para la cuenta de bacterias aerobias en

placa.


Método para la cuanta de mohos y levaduras en

alimentos.


Método para la cuenta de microorganismos

coliformes totales en placa.

NOM-242-SSA1-2009, Productos y servicios.

Productos de la pesca frescos, refrigerados,

congelados y procesados. Especificaciones

sanitarias y métodos de prueba.

SAGARPA (Secretaría de Agricultura

Ganadería Desarrollo Rural Pesca y

Alimentación de México). 2012. Acuerdo

mediante el cual se aprueba la actualización de

la carta nacional acuícola. México, D.F. Diario

Oficial.

http://www.inapesca.gob.mx/portal/documentos

/publicaciones/2011/06062012%20SAGARPA.

pdf, accesada 22/01/2017.

47


ISSN 2523-6806






SEDAGRO (Secretaria de Desarrollo

Agropecuario). 2013. Cultivo de bagre. México,

D.F.

http://www.gbcbiotech.com/genomicaypesca/d

ocumentos/peces/bagre/Cultivo%20de%20Bagr

e.pdf, accesada 23/01/2017.

Torres, A. 2013. Especies relevantes para la

industria pesquera mexicana. México, D.F.

http://www.gbcbiotech.com/genomicaypesca/d

ocumentos/peces/bagre.pdf, accesada

23/01/2017.

Arís, R. 2011. Redescubriendo el jamón cocido.

http://www.interempresas.net/Distribucion-

Carnica/Articulos/52440-Redescubriendo-el-

jamon-cocido.html, accesada 23/01/2017.

Banidotti Group. 2015. Jaulas flotantes para

acuicultura en lugares resguardados y expuestos.

http://www.badinotti.com/prod_cage_float_SP

A.html, accesada 09/06/2017.

Bosch, A. 2013. Clases de jamón: Jamón Ibérico

y Jamón Serrano.

https://www.verema.com/blog/productosgastro

nomicos/1057492-clases-jamon-iberico-

serrano, Accesada 09/06/2017

CONAPESCA (Comisión Nacional de

Acuacultura y Pesca). 2014. Información

estadística por especie y entidad.

http://www.conapesca.gob.mx/wb/cona/inform

acion_estadistica_por_especie_y_entidad,

accesada 24/01/2017.

CONAPESCA (Comisión Nacional de

Acuacultura y Pesca). 2016. El bagre, un fino y

suave sabor.

https://www.gob.mx/conapesca/articulos/el-

bagre-un-fino-y-suave-sabor?idiom=es,

accesada 24/01/2017.

FAO (Food and Agriculture Organization of the

United Nations). 2016. Programa de

información de especies acuáticas Ictalurus

Punctatus (Rafinesque, 1818).

48


Generación de energía eléctrica a partir de aguas residuales en una celda de

combustible microbiana

GARCÍA-NAVARRO, Josefina†*, BAUTISTA-VARGAS, María Esther, HERNÁNDEZ-SÁNCHEZ,

Adán y ZUMAYA-QUIÑONES, Rocío

Universidad Politécnica de Altamira. Nuevo Libramiento Altamira Km. 3, Santa Amalia, 89602 Altamira


Resumen

En los últimos años se ha visto como la demanda de energía

eléctrica en México ha ido incrementando y con ella el uso de

combustibles fósiles para su generación. La forma en que se ha

enfrentado a esto es, aprovechando fuentes de energías

renovables o buscando alternativas a métodos convencionales de

generación de electricidad. El objetivo de esta investigación es

generar energía eléctrica aprovechando la bioenergía contenida

en aguas residuales, la forma en que se obtiene la energía es

usando una celda de combustible microbiana, que aprovecha la

materia orgánica y los microorganismos que contienen las

muestras de agua residual. Se analizaron muestras de agua de

diferente origen: domésticas, pluviales y de criaderos de peces.

La energía producida en éstas, se midió con el voltaje eléctrico

(milivolts/mV). Se obtuvieron voltajes de energía de 302mV a

931 mV, resultando con valores más altos de voltaje eléctrico el

agua residual de criadero de peces. Se concluye que todos los

tipos de agua residual analizados, presentaron potencial para

suministrar energía a sistemas electrónicos de bajo consumo y

que las celdas de combustible microbianas son una alternativa a

métodos convencionales de generación de electricidad, para

aplicaciones a pequeña escala.

Generación de energía, bioenergía, aguas residuales.

Abstract

In recent years it has been seen how the demand for electric

power in Mexico has been increasing and with it the use of fossil

fuels for its generation. The way it has faced this is by taking

advantage of renewable energy sources or by looking for

alternatives to conventional methods of generating electricity.

The objective of this research is to generate electricity using

bioenergy contained in wastewater, the way the energy is

obtained is using a microbial fuel cell, which takes advantage of

the organic matter and microorganisms that contain the

wastewater samples. Samples of water of different origin were

analyzed: domestic, rainwater and fish farms. The energy

produced in these, was measured with the electrical voltage

(millivolts / mV). Energy voltages were obtained from 302mV

to 931mV, resulting in higher values of electrical voltage from

the fish farm waste water. It is concluded that all types of

wastewater analyzed have the potential to supply energy to low-

consumption electronic systems and that microbial fuel cells are

an alternative to conventional methods of generating electricity

for small-scale applications.

Energy generation, waste water, bioenergy

Citación: GARCÍA-NAVARRO, Josefina, BAUTISTA-VARGAS, María Esther, HERNÁNDEZ-SÁNCHEZ, Adán y

ZUMAYA-QUIÑONES, Rocío. Generación de energía eléctrica a partir de aguas residuales en una celda de combustible

microbiana. Revista de Operaciones Tecnológicas 2017. 1-3:48-56




49



HERNÁNDEZ-SÁNCHEZ, Adán y ZUMAYA-QUIÑONES, Rocío. Generación

de energía eléctrica a partir de aguas residuales en una celda de combustible

microbiana. Revista de Operaciones Tecnológicas 2017

ISSN 2523-6806


Introducción

En los últimos años se ha visto como la demanda

de energía en México ha ido incrementando y

con ella el uso de combustibles fósiles para su

generación. Su manejo ha creado diversos

problemas de contaminación ambiental, desde el

incremento de la acidez del suelo y agua hasta el

calentamiento global, provocando que la calidad

de vida disminuya (Ramos-Gutiérrez y

Montenegro-Fragoso, 2012). Una de las formas

en que se ha enfrentado a esta problemática, es

por medio del uso racional y eficiente de fuentes

de energía renovable (Estrada Gasca y Samperio

Islas, 2010).

Una fuente de energía renovable y

limpia, es la bioenergía, que es la energía

obtenida a partir de la biomasa (Masera-Cerutt et

al 2011) y puede ser aprovechada para generar

energía eléctrica usando una Celda de

Combustible Microbiana (CCM).

Las células de combustible microbianas

(CCMs) son dispositivos electroquímicos que

utilizan la actividad metabólica de los

microorganismos para oxidar los combustibles,

generando corriente eléctrica por transferencia

de electrones directa a los electrodos (Rabaey et

al., 2007). Las fuentes más comunes de

microorganismos electroactivos los contienen

las aguas residuales domésticas, los lodos

activados y anaeróbicos y los sedimentos

marinos (Erable et al., 2009; Liu et al., 2004;

Rezaei et al., 2007).

Las células de CCMs se han utilizado

para producir electricidad a partir de diferentes

compuestos, acetato, lactato y glucosa. Es

posible producir electricidad en una celda de éste

tipo a partir de aguas residuales domésticas, al

mismo tiempo que se realiza un tratamiento

biológico de aguas residuales (Liu et al, 2004).

Existen dos tipos de diseño de CCMs: las

de dos compartimentos, que tienen una cámara

anódica, una cámara catódica y un separador de

Membrana de Intercambio Protónico (PEM),

debido a que la energía utilizada para bombear

el agua es mayor a la que produce, éstas son

preferibles para el tratamiento de agua que a la

generación de electricidad; y las de un solo

compartimento, donde ya no es necesaria la

cámara catódica, el cátodo se expone al aire (Du,

Li y Gu, 2007).

Las CCMs pueden generar energía

eléctrica directamente a partir de sedimento

marino, lodos activados, aguas residuales

domésticas entre otras fuentes de materia

orgánica (Logan y Regan, 2006).

Las ventajas de usar la tecnología de las

Celdas de Combustible Microbianas es que

pueden generar electricidad y a la vez realizan

un tratamiento de aguas residuales. La capacidad

de este tipo de celdas dependerá del tipo de

reactor y de la fuente de materia orgánica que se

utilice (Logan y Regan, 2006).

El tipo de agua que se analizo en éste

trabajo son aguas residuales municipales. Cabe

mencionar que para la preservación y

administración del agua en México, se cuenta

con la Comisión Nacional del Agua, que

clasifica las descargas de aguas residuales en dos

categorías: municipales e industriales. Las

municipales corresponden a las que son

manejadas en los sistemas de alcantarillado

urbanos y rurales, las segundas son aquellas

descargadas a los cuerpos receptores de

propiedad nacional (Comisión Nacional del

Agua, 2015).

50






ISSN 2523-6806


La importancia de aprovechar la

bioenergía contenida en el agua residual y que

como resultado se realice una biorremediación

del agua es debido a que en los últimos años en

México se recolectaron 211 𝑚3/𝑠 de aguas

residuales municipales, y solamente se tratan

111.3 𝑚3/𝑠, es decir, sólo se trato el 52.8 %.

También se trataron 65.6 𝑚3/𝑠 de aguas

residuales industriales, de donde se destaca que

Tamaulipas solo trató 7.72𝑚3/𝑠 (Comisión

Nacional del Agua, 2015).

Las CCMs no solo sirven para producir

electricidad, sino que también se le puede usar

en procesos de biorremediación, que es la

remoción de contaminantes por medio de

microorganismos, de suelos y aguas

subterráneas. Las bacterias al ser también

capaces de aceptar electrones, éstas reproducen

reacciones para remover o degradar

contaminantes (Falcon et al., 2009).

Por la importancia que representa

utilizar una tecnología alternativa para la

generación de energía eléctrica en México,

aunado a que del uso de las CCMs se podría dar

un tratamiento a las aguas residuales, éste trabajo

sirve para identificar en qué tipo de agua residual

es más factible el uso de una CCM para generar

energía que alimente sensores ambientales de

baja potencia eléctrica y además que se pretende

dar continuidad, para determinar en un futuro, el

nivel de biorremediación del agua residual.

Justificación

En México se esta impulsando el desarrollo y

uso de las energías renovables e invirtiendo en

los procesos de producción de energías

sostenibles, ya que el consumo de energía

eléctrica es una necesidad cada día más

imperante. A pesar de las diferentes formas de

producirla, sigue siendo un reto disminuir las

emisiones de gases de efecto invernadero (GEI)

y los impactos ambientales que causan cada una

de las distintas formas de producción.

Por lo tanto, es innegable la necesidad de

desarrollar, adaptar tecnologías alternativas de

generación de energía menos contaminantes.

Tales tecnologías deben tener la capacidad de

operar con combustibles no convencionales, que

no estén relacionados con el petróleo. Por lo

anterior, en este trabajo se propone la generación

de energía eléctrica a partir de la bioenergía

contenida en aguas residuales, usando una

tecnología alternativa (CCM), que utiliza la

biomasa como combustible.

Problema

El incremento en la demanda de la energía

eléctrica en México, trae como resultado que se

busquen otras alternativas a los métodos

convencionales de generación de electricidad, ya

que el uso de los combustible fósiles ha creado

diversos problemas de contaminación ambiental.

Por lo anterior es muy importante generar

energía eléctrica a partir de otras alternativas que

no utilicen combustibles derivados del petróleo.

Una opción para resolver esta problemática es

aprovechar la bioenergía contenida en las aguas

residuales para generar energía usando la

tecnología de una celda de combustible

microbiana.

Hipótesis

Aprovechando la bioenergía contenida en aguas

residuales se usará una CCM, para generar

energía eléctrica, ya que son una alternativa a

métodos convencionales de generación de

electricidad.

Objetivos

Objetivo General

Generar de energía eléctrica a partir de aguas

residuales usando una celda de combustible

microbiana.

51






ISSN 2523-6806



Construir una celda de combustible

microbiana de un solo compartimiento.

Muestrear aguas residuales de diferentes

actividades antropogénicas.

Medir el voltaje eléctrico al agua

residual.

Marco Teórico

Liu, et al en el 2004, produjeron energía eléctrica

durante el tratamiento de aguas residuales

usando una celda de combustible microbiana de

una sola cámara de material plexiglas, teniendo

como ánodo ocho electrodos de grafito, un

cátodo de carbón/platino y como catalizador una

Membrana de Intercambio Protónico (PEM).

Du, Z., Li, H. and Gu, T., 2007,

realizaron un estado del arte de revisión de las

Celdas de Combustible Microbianas,

considerándolas como una tecnología para el

tratamiento de agua residual y aprovechamiento

de bioenergía. Estos autores presentan que la

cantidad de energía producida por las celdas, es

afectada por diversos factores como: el tipo de

microorganismos en la cámara anódica, por el

diseño de configuración de la celda y por las

condiciones de operación.

Sacco, et al., 2008, obtuvieron

generación de electricidad en una Celda de

Combustible Microbiana, utilizando Micro-

ánodos Descartables, ya que eran de un diminuto

tamaño de 27 microlitros, y se diseñado

utilizando materiales de bajo costo; las bacterias

que se utilizaron fueron Escherichia coli.

Alzate-Gaviria, et al., 2008. emplearon

una celda de combustible microbiana a escala de

laboratorio para la generación de electricidad. La

celda consistió de dos cámaras separadas por una

membrana de intercambio protónico (PEM).

Utilizaron electrodos de papel carbón y

un cátodo acuoso burbujeado con aire para

proveer O2 disuelto al electrodo. La generación

de potencia en la CCM, se debió a la presencia

de bacterias como biocatalizadores en la cámara

del ánodo. Las bacterias fueron obtenidas de un

inóculo mixto anaerobio de tipo entérico,

empleando agua residual sintética como sustrato.

Sathish-Kumar et al 2009, realizaron

pruebas de desempeño de ciertas bacterias para

generar electricidad usando una CCM.

Demostraron que las bacterias: acetobacter aceti

y gluconobacter roseus, no necesitan un

mediador para transferir electrones.

Cercado, et al., 2010, obtuvieron

electricidad a partir de residuos alimenticios e

industriales, usando una CCM. El origen de los

residuos eran de jugo de manzana fermentado,

de la industria del vino y del yogurth, éstos se

combinaron con dos fuentes de inóculos: lodos

anaeróbicos y composta de jardín.

Buitrón y Pérez, 2011, hicieron un

trabajo de producción de electricidad en celdas

de combustible microbianas utilizando agua

residual, estudiando el efecto de la distancia

entre electrodos y la eliminación de la materia

orgánica en el agua residual usando una CCM.

Li, 2013, realizo un estudio experimental

de las CCMs para generar de electricidad,

revisando diversas características de las

muestras que se analizaban y el tamaño de las

cámaras anódicas y catódicas de la celda.

Encontró que a mayor cantidad de materia

orgánica en las muestras contenidas en las

cámaras, mayor generación de energía se

obtenía, concluyendo que la producción de

electricidad en éste tipo de celdas, puede

incrementar si se selecciona correctamente el

tipo de muestra, la temperatura y el tamaño de

las cámaras.

52






ISSN 2523-6806


Revelo, et al., 2013, presentan y discuten

los aspectos más importantes que inciden en el

desempeño de una celda de combustible

microbiana, tales como su arquitectura, la

función microbiana y el tipo de sustratos,

además determinan que las Celdas de

combustible microbianas, son un reto para la

remoción de materia orgánica (biorremediación)

y para la generación de energía eléctrica.

Metodología

Origen de las muestras de agua residual

Se midió la energía eléctrica generada en tres

tipos de agua residual de diferente origen:

domésticas (Universidad), pluviales y de

criaderos de peces. La energía producida en

éstas, se midió con el voltaje eléctrico

(milivolts/mV), en una CCM de una sola cámara

anódica con grafito cómo ánodo. Los tipos de

agua residual estudiados, entran en la

clasificación de aguas residuales municipales.

Agua residual doméstica

La muestra se tomó del agua residual

proveniente de los laboratorios de la Universidad

Politécnica de Altamira, en Tamaulipas.

Agua residual pluvial

El agua de este origen se recolecto en un canal

pluvial ubicado en la colonia solidaridad,

voluntad y trabajo, se encuentra en la división de

los municipios de Tampico y Altamira,

Tamaulipas.

Agua residual de criadero de peces

Ésta agua proviene de un criadero de peces,

ubicado en Tampico, y la muestra se tomó en un

punto de desagüe del estanque del criadero de

peces.

Colecta y preservación de las muestras

Se tomaron de 1.5 L de las muestras de agua en

botellas de plástico y posteriormente se

mantuvieron a temperatura de 3ºC (Cercado, et

al., 2010).

Diseño y elaboración de las celdas de

combustibe microbianas

Se uso el diseño de una CCM de un solo

compartimento, de cámara anódica con material

de arcilla (ya no es necesaria la cámara catódica,

el cátodo se expone al aire) y se tomo como

referencia los diseños descritos por Du, et al.,

2007 y Liu, et al., 2004.

Los materiales para la realización de la

celda son:

1. Un recipiente de arcilla para la cámara

anódica (grosor recomendado: 3 a 4

mm).

2. Una lija

3. Varilla de grafito

4. Malla de acero inoxidable

5. Carbón activado y polvo de grafito grado

reactivo en polvo

6. Esmalte de uñas transparente de alta

duración como aglutinante (80mg/cm²).

Que contenga : Toluenosulfonamina

7. Cinta de aislar

8. Alambre de cobre delgado

Para la elaboración de la CCM, se realiza

lo siguiente.

1. Se lija el recipiente de barro para que

exista mayor superficie de contacto

53






ISSN 2523-6806


2. Se cubre el recipiente con la malla de

acero inoxidable con el alambre de

cobre, que actuá como cátodo (Figura 1).

Figura 1 Celda de combustible, armada con recipiente de

arcilla y recubierta con malla de acero inoxidable y cobre.

Elaboración propia.

3. Se pesan el carbón activado y el grafito

pulverizados. Sacar el área que ocupa el

recipiente (sin considerar la base y la

tapa), para determinar la cantidad de

carbón y grafito a utilizar, en base a la

siguiente relación=15mg/cm². Se utilizan

como catalizador al cátodo.

4. Una vez pesado el carbón y el grafito, se

realiza una mezcla agregándole el

esmalte con la siguiente relación

=80mg/cm² (considerar nuevamente el

área superficial del recipiente).

5. Cubrir la parte exterior del recipiente de

arcilla con la mezcla anterior (Figura 2).

Figura 2 Celda de combustible recubierta con la mezcla

de aglutinante con carbón activado y grafito.


6. Posteriormente dejar que se sequé

perfectamente.

7. Utilizar como ánodo una varilla de

grafito.

8. Agregar ¾ partes del volumen del

recipiente con las muestras de agua

residual.

Determinación de la generación de energía

Para la determinación de la energía sustentable

producida por la CCM, se utilizaron las muestras

de agua residual y la medición del voltaje

eléctrico se obtuvo de manera. Para la obtención

de los resultados se utilizo un multímetro UT55

que midió el voltaje eléctrico en milivolts (mV)

generado en la CCM.

El procedimiento para la medición se

representa en la figura 3 y se llevo acabo de la

siguiente manera:

1. Identificar el ánodo y cátodo en la CCM.

2. Conectar los caimanes con la polaridad

correcta.

3. Poner en contacto los caimanes con el

ánodo (varilla de grafito) y el cátodo

(malla de acero inoxidable con alambre).

4. Realizar la lectura en el multímetro en

corriente directa en el intervalo de

milivolts.

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ISSN 2523-6806


Figura 3 Mediciones de voltaje eléctrico en la celda de

combustible microbiana en las muestras de agua residual.


Resultados

Se obtuvo una CCM, con un diseño viable y

económico, que permitió realizar las mediciones

de energía de las muestras de agua residual.

Con el objetivo de obtener las

mediciones de voltaje eléctrico con mayor nivel

de confianza, por cada valor registrado se

tomaron 5 veces las lecturas en diferentes

minutos (tabla 1, 2 y 3).

t/min V/mV

1 853

2 848

3 775

4 823

5 830

Promedio 825.8

Tabla 1 Mediciones de voltaje eléctrico en el agua

residual de la UPALT.


t/min V/mV

1 302

2 312

3 329

4 330

5 319

Promedio 318.4

Tabla 2 Mediciones de voltaje eléctrico en agua residual

pluvial.


t/min V/mV

1 913

2 917

3 922

4 928

5 931

Promedio 922.2

Tabla 3 Mediciones de voltaje eléctrico en el agua

residual de criadero de peces.


Conclusiones

Se obtuvieron voltajes de energía de 302 mV a

931 mV, resultando con valores más altos de

voltaje eléctrico el agua residual de criadero de

peces, considerando que la fuente de materia

orgánica de éstas muestras proviene de los

residuos de los peces y los más bajos voltajes

provienen del agua residual del canal pluvial, ya

que éste es un punto de captación de agua de

lluvia de una colonia.

55






ISSN 2523-6806


Se concluye que todos los tipos de agua

residual analizados, presentaron potencial para

suministrar energía a sistemas electrónicos de

bajo consumo y que las celdas de combustible

microbianas son una alternativa a métodos

convencionales de generación de electricidad,

para aplicaciones a pequeña escala. Un factor

clave en el diseño de una CCM, es la selección

de la fuente que se utilizará para la alimentación

de la celda (Cercado et al, 2010), por lo que en

este trabajo se demostró que el agua residual es

una buena fuente para producir energía

directamente usando una CCM y respalda lo

propuesto por Erable et al, 2009, Liu et al 2004

y Rezaei et al 2007, que las más comunes fuentes

de microorganismos electroactivos de acuerdo a

los estudios realizados , han sido, las aguas

residuales, lodos anaerobios, activados y

sedimentos marinos.

Las aguas residuales utilizadas generan

energía a baja escala, lo que confirma lo descrito

por Sacco, 2008, que las celdas de combustible

microbianas son una alternativa a métodos

convencionales de generación de electricidad,

para aplicaciones a pequeña escala, en algunos

trabajos se describen aplicaciones asociadas a

sistemas electrónicos de bajo consumo (Du et al,

2007), como sensores ambientales, que podrían

ser instalados en algunos puntos de las descargas

de las muestras y que además de proporcionar

información de parámetros físicos, también

podrían biorremediar el agua residual, ya que las

celdas de combustible microbianas, no solo

sirven para producir electricidad, sino que

también se pueden usar en procesos de bio-

remediación, que es la remoción de

contaminantes por medio de microorganismos,

de suelos y aguas subterráneas (Falcón, Lozano

y Juárez, 2009). Por lo anterior, se puede dar

continuidad a éste, pero ahora determinando el

nivel de biorremediación que podrían tener el

agua residual.

Referencias

Alzate-Gaviria, L., Fuentes-Albarran, C.,

Álvarez-Gallegos, A., y Sebastián, P.J., (2008).

Generación de electricidad a partir de una celda

de combustible microbiana tipo PEM. Revista

Interciencia. Vol. 33. No. 7.

Buitrón, G., & Pérez, J. (2011). Producción de

electricidad en celdas de combustible

microbianas utilizando agua residual: efecto de

la distancia entre electrodos. Revista

especializada en ciencias químico-biológicas ,

Volumen 14 (1), 5-11pp.

Cercado Quezada, B. and Délia, Marie-Line and

Bergel, Alain (2010) Testing various food-

industry wastes for electricity production in

microbial fuel cell. Bioresource Technology pp.

2748-2754. ISSN 0960-8524.

Comisión Nacional del Agua. (2015).

Estadisticas del agua en México.

Du, Z., Li, H. and Gu, T., (2007). A state of the

art: Review on Microbial Fuel Cells: A Promisin

Technology for Wastewater Treatment and

Bioenergy”. Biotechnology Advances, Vol. 25,

No. 5, 2007, 464- 482 pp.

Erable, B., Etcheverry, L., Bergel, A., (2009).

Increased power from a two-chamber microbial

fuel cell with a low-pH air

cathodecompartment.Electrochem Commun.

Vol. 11, 619–622 pp.

Estrada Gasca, C., y Samperio Islas, J., (2010).

Energías alternas: propuesta de investigación y

desarrollo tecnológico para México (Primera

ed.). Academia Mexicana de Ciencias.

Falcon, A., Lozano E., J., & Juárez, K., (2009).

Bioelectricidad. BioTecnología , 13 (3).

Hernández- Sampieri, R., Fernández-Collado,

Carlos y Baptista-Lucio, P., (2006).

Metodología de la investigación. 4ª Edición. Ed.

Mc Graw Hill. ISBN 970-10-5753-8.

56






ISSN 2523-6806


Li J., (2013). An Experimental Study of

Microbial Fuel Cells for Electricity Generating:

Performance Characterization and Capacity

Improvement. Journal of Sustainable Bionergy

Systems. 3: 171-178pp.

Liu, H., Ramnarayanan, R., Logan, B., (2004).

Production of electricity during Wastewater

treatment using a single chamber microbial fuel

cell. Environmental Science Technology.

Volumen 38, No.7. 2281-2285 pp.

Logan B.E. y Regan J. M., (2006). Microbial

fuel cells: Challenges and

applications. Environmental Science &

Technology. 40: 5172-5180 pp.

Masera-Cerutti, O., Coralli, F., García-

Bustamante, C., Riegelhaupt, E., Arias-Chalico,

T., Vega-Gregg, J., Díaz- Jímenez, R., Guerrero-

Pacheco, G. Y Cecotti. L., (2011). La bioenergía

en México. Situación actual y perspectivas.

Cuaderno Temático No.4. Red Mexicana de

Bioenergía, A.C. www.rembio.org.

Ramos-Gutiérrez, L., y Montenegro-Fragoso,

M. (2012). La generación de energía eléctrica en

México. III (4), 197-211 pp.

Rabaey, K., Rodriguez, J., Blackall, L.L., Keller,

J., Gross, P., Batstone, D., Verstraete, W.,

Nealson, K.H., (2007). Microbial ecology meets

electrochemistry: electricity- driven and driving

communities. ISME J. Vol. 1, 9–18 pp.

Revelo M., D., Hurtado H., N., & Ruiz O., J.

(2013). Celdas de combustible microbiana

(CCMs): un reto para la remoción de materia

orgánica y la generación de energía eléctrica.

Información tecnológica , Volumen 24(6) 17-

28pp.

Instrucciones para autores

[Título en Times New Roman y Negritas No.14]

Apellidos en Mayúsculas -1er Nombre de Autor †, Apellidos en Mayúsculas -2do Nombre de Autor Correo institucional en Times New Roman No.10 y Cursiva

(Indicar Fecha de Envio: Mes, Dia, Año); Aceptado (Indicar Fecha de Aceptación: Uso Exclusivo de ECORFAN)

Resumen

Titulo

Objetivos, metodología

Contribución

(150-200 palabras)

Indicar (3-5) palabras clave en Times New Roman

y Negritas No.11

Abstract

Title

Objectives, methodology

Contribution

(150-200 words)

Keywords

Cita: Apellidos en Mayúsculas -1er Nombre de Autor †, Apellidos en Mayúsculas -2do Nombre de Autor. Título del Artículo.

Título de la Revista. 2017, 1-1: 1-11 – [Todo en Times New Roman No.10]




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Mayúsculas -2do Nombre de Autor. Título del Artículo. Título de

la Revista. 2017- [Redactado en Times New Roman No.9]

Introducción

Texto redactado en Times New Roman No.12,

espacio sencillo.

Explicación del tema en general y explicar

porque es importante.

¿Cuál es su valor agregado respecto de las demás

técnicas?

Enfocar claramente cada una de sus

características

Explicar con claridad el problema a solucionar y

la hipótesis central.

Explicación de las secciones del artículo

Desarrollo de Secciones y Apartados del

Artículo con numeración subsecuente

[Título en Times New Roman No.12, espacio

sencillo y Negrita]

Desarrollo de Artículos en Times New Roman

No.12, espacio sencillo.

Inclusión de Gráficos, Figuras y Tablas-

Editables

En el contenido del artículo todo gráfico, tabla y

figura debe ser editable en formatos que

permitan modificar tamaño, tipo y número de

letra, a efectos de edición, estas deberán estar en

alta calidad, no pixeladas y deben ser notables

aun reduciendo la imagen a escala.

[Indicando el título en la parte inferior con Times

New Roman No.10 y Negrita]

Grafico 1 Titulo y Fuente (en cursiva).

No deberán ser imágenes- todo debe ser editable.

Figura 1 Titulo y Fuente (en cursiva).

No deberán ser imágenes- todo debe ser editable.

Tabla 1 Titulo y Fuente (en cursiva).

No deberan ser imágenes- todo debe ser editable.

Cada artículo deberá presentar de manera

separada en 3 Carpetas: a) Figuras, b) Gráficos

y c) Tablas en formato .JPG, indicando el

número en Negrita y el Titulo secuencial.


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Mayúsculas -2do Nombre de Autor. Título del Artículo. Título de

la Revista. 2017- [Redactado en Times New Roman No.9]

Para el uso de Ecuaciones, señalar de la

siguiente forma:

Yij = α + ∑ βhXhijrh=1 + uj + eij (1)

Deberán ser editables y con numeración alineada

en el extremo derecho.

Metodología a desarrollar

Dar el significado de las variables en redacción

lineal y es importante la comparación de los

criterios usados

Resultados

Los resultados deberán ser por sección del

artículo.

Anexos

Tablas y fuentes adecuadas.

Agradecimiento

Indicar si fueron financiados por alguna

Institución, Universidad o Empresa.

Conclusiones

Explicar con claridad los resultados obtenidos y

las posiblidades de mejora.

Referencias

Utilizar sistema APA. No deben estar

numerados, tampoco con viñetas, sin embargo

en caso necesario de numerar será porque se

hace referencia o mención en alguna parte del

artículo.

Ficha Técnica

Cada artículo deberá presentar un documento

Word (.docx):

Nombre de la Revista

Título del Artículo

Abstract

Keywords

Secciones del Artículo, por ejemplo:

1. Introducción

2. Descripción del método

3. Análisis a partir de la regresión por curva de demanda

4. Resultados

5. Agradecimiento

6. Conclusiones

7. Referencias

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Revista de Operaciones Tecnológicas

Formato de Originalidad

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Entiendo y acepto que los resultados de la dictaminación son inapelables por lo que deberán firmar los

autores antes de iniciar el proceso de revisión por pares con la reivindicación de ORIGINALIDAD de la

siguiente Obra.

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Entiendo y acepto que los resultados de la dictaminación son inapelables. En caso de ser aceptado para

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I understand and accept that the results of evaluation are inappealable. If my article is accepted for

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“Automatizacion de los procesos: migracion de la instrumentación neumatica, analógica a

instrumentación digital en una planta petroquimica en operación”


HERNÁNDEZ-SÁNCHEZ, Adan y VÁZQUEZ-FERNÁNDEZ, Jorge Alberto

Universidad Politécnica de Altamira

“H-567, híbrido de maíz para el trópico húmedo de México”

SIERRA-MACIAS, Mauro, RODRIGUEZ-MONTALVO, Flavio Antonio, GÓMEZ-

MONTIEL Noel y ESPINOSA-CALDERON, Alejandro

“SECURITY BAX Almacenamiento de audio, video y geolocalización para transporte de

carga”

MEJÍA-MADRIGAL, Jesús, MARTÍNEZ-JAIMES, Nancy Berenice y PADILLA-

GÓMEZ, Raúl

Universidad Tecnológica Fidel Velázquez

“Análisis cinemático de la caja de velocidades de un torno para madera”

REYNALDO-LEDESMA, Jaime, RAMOS-LÁZARO, Gabriela, GUANDULAY-

ALCÁZAR, Miguel Ángel y FERRER-ALMARÁZ, Miguel Ángel

Universidad Tecnológica del Suroeste de Guanajuato

“Reconocimiento de contorno en polea de giro libre bajo técnicas de iluminación”

CANO-LARA, Miroslava, VERGARA-ESPARZA, Rosalia, JUÁREZ-RÍOS, Higinio y

FONSECA-GALLARDO, Ricardo

Instituto Tecnológico Superior de Irapuato

“Diseño del proceso de elaboración de jamón de carne de bagre de canal (Ictalurus punctatus)

y determinación de la vida de Anaquel”

DIEGO-ESTUDILLO, Oscar, PÉREZ-NAVA, Raymundo, CID-ORTEGA, Sandro y

ABRAHAM, Misael

Universidad Tecnológica de Izúcar de Matamoros

“Generación de energía eléctrica a partir de aguas residuales en una celda de combustible

microbiana”

GARCÍA-NAVARRO, Josefina, BAUTISTA-VARGAS, María Esther, HERNÁNDEZ-

SÁNCHEZ, Adán y ZUMAYA-QUIÑONES, Rocío

Universidad Politécnica de Altamira

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Revista de - ECORFAN€¦ · Miroslava, VERGARA-ESPARZA, Rosalia, JUÁREZ-RÍOS, Higinio y FONSECA-GALLARDO, Ricardo con adscripción en el Instituto Tecnológico Superior de Irapuato,